Otimização de compostos inibidores da tioredoxina redutase de Candida

Abstract

RESUMO: Nas últimas décadas as doenças fúngicas invasivas (DFI) destacaram-se mundialmente como uma das principais causas de infecção em humanos, principalmente em pacientes imunocomprometidos. Neste contexto, as infecções por Candida spp. tornaram-se uma das etiologias mais comuns com quadros de alta gravidade e Candida albicans continua sendo a espécie mais prevalente. Porém, outros gêneros de fungos como Paracoccidioides e Cryptococcus também podem ser responsabilizados pelas DFI. Considerando as restritas opções de antifúngicos comercialmente disponíveis, toxicidade/efeitos colaterais e o aumento de cepas resistentes, o desenvolvimento de novos fármacos se faz necessário. Estratégias objetivando diminuir custos e tempo na produção de novos medicamentos, comparado com as tradicionais, têm sido amplamente investigadas, e avanços nas técnicas computacionais e hardware têm habilitado métodos in silico para acelerar a identificação e otimização de possíveis novos fármacos. Recentemente em nosso grupo, utilizando o modelo da tioredoxina redutase de C. albicans e a varredura virtual em quimiotecas, foram selecionados onze compostos que interagem com esse alvo. De acordo com o primeiro screening in vitro de atividade antifúngica, dois deles (LMM5 e LMM11) foram selecionados com melhor atividade contra C. albicans. O presente trabalho objetivou utilizar técnicas in vitro e in vivo para caracterização da atividade antifúngica em C. albicans desses dois compostos inéditos. Além disso, foi realizada a otimização in silico de LMM5 e LMM11 para a obtenção de novos candidatos ao desenvolvimento de drogas antifúngicas direcionadas para o tratamento de doenças fúngicas invasivas. Com os resultados obtidos através dessas metodologias, três artigos foram gerados. O primeiro demonstrando a eficiente atividade fungistática de LMM5 e LMM11 contra C. albicans, apresentando baixa citotoxicidade e diminuição da carga fúngica em modelo experimental de candidíase sistêmica murina. O segundo trabalho utilizou abordagem in silico de reposicionamento de drogas complementados por ensaios in vitro e in vivo, resultando no antiviral raltegravir com promissora atividade antifúngica para tratamento de paracoccidioidomicose. Também com atividade anti-Paracoccidioides, no terceiro artigo, apresentamos os compostos ebselen e butein, que foram obtidos in silico por semelhança de sitio de ligação com a tioredoxina redutase de P. lutzii e confirmados através de ensaios in vitro.

ABSTRACT: Over the past decades, invasive fungal diseases (IFD) have emerged as one of the main causes of human infection worldwide, mainly in immunocompromised patients. In this context, Candida spp. have become of the most common etiologies in more severe cases, and Candida albicans remains the most prevalent species. Despite, other genera of fungi such as Paracoccidioides and Cryptococcus also have caused IFD. Considering the restricted options of commercially available antifungal, toxicity/side effects and the increase of resistant strains, the development of new drugs is necessary. Strategies aimed at reducing costs and time in the production of new drugs, compared to traditional methodologies, have been widely investigated. Advances in computer techniques and hardware have allowed in silico methods to accelerate the identification and optimization of possible new drugs. Recently in our group, using the thioredoxin reductase model of C. albicans and virtual screening of chemical library, were selected eleven compounds that interact with this target. According to the first in vitro screening of antifungal activity, two of them (LMM5 and LMM11) were selected with better activity against C. albicans. In this sense, the present study aimed, through in vitro and in vivo assays to characterize the antifungal activity against C. albicans of these two unpublished compounds. In addition, in silico optimization of LMM5 and LMM11 to obtain new candidates for the development of antifungal drugs addressed the treatment of invasive fungal diseases. In accordance with the results obtained through these methodologies, three articles were generated. The first study demonstrated the efficient fungistatic activity of LMM5 and LMM11 against C. albicans, presenting low cytotoxicity and decreased fungal burden in a murine model of systemic candidiasis. The second, used in silico approach of drug repositioning supplemented by in vitro and in vivo assays, resulting in antiviral raltegravir with promising antifungal activity for treatment of paracoccidioidomycosis. Also with anti-Paracoccidioides activity, in the third article, we present the compounds ebselen and butein, which were obtained in silico by similarity of ligand binding site with thioredoxin reductase from P. lutzii and confirmed by in vitro assays.