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Tipo: Dissertação
Título: Estudo in silico e in vitro do redirecionamento farmacológico de um benzimidazol para o tratamento de Leucemia Mielóide Crônica quimiorresistente
Autor(es): Daniel, Julio Paulino
Orientador: Montenegro, Raquel Carvalho
Coorientador: Zanatta, Geancarlo
Palavras-chave: Reposicionamento de Medicamentos;Benzimidazóis;Antineoplásicos
Data do documento: 12-Mar-2021
Citação: DANIEL, J. P. Estudo in silico e in vitro do redirecionamento farmacológico de um benzimidazol para o tratamento de Leucemia Mielóide Crônica quimiorresistente. 2021. 62 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: A Leucemia Mielóide Crônica (LMC) é uma neoplasia dentre as mais comuns para pacientes adultos e a quimioterapia dessa doença enfrenta a problemática da quimiorresistência. O redirecionamento e a combinação de fármacos são ferramentas poderosas nesse contexto e que trazem atenção para famílias de compostos como os benzimidazóis, conhecida pelo efeito antiparasitário, mas que já possui estudos para algumas neoplasias. Assim, o presente trabalho tem como objetivo atestar o potencial citotóxico de um derivado de benzimidazol isolado e em combinação com fármacos usados no tratamento da LMC sensível e resistente. Vale destacar que o nome do composto em estudo será mantido em sigilo até a obtenção de sua proteção legal, permanecendo sobre o acrônimo de BNZ para tanto. Dessa forma, foi realizado o ensaio de viabilidade celular por Alamar blue dos tratamentos, além da avaliação da integridade de membrana celular e potencial de membrana mitocondrial, pela dupla marcação IP/Rho123, e a análise de ciclo célula por citometria. Ademais, foi feito a busca in silico das características farmacocinéticas e farmacodinâmicas, com os servidores admetSAR, Molinspiration e SwissTarget Prediction, bem como a ancoragem molecular com o Autodock 4.2.6. O BNZ isolado apresentou IC50 de 106 nM para a linhagem sensível (K562) e 1917 nM para a resistente (FEPS). A combinação com o Imatinibe proporcionou um índice de redução de dose de 6 vezes para o fármaco isolado, demonstrando a eficácia dessa combinação. A citometria revelou que o BNZ isolado e sua combinação com Imatinibe reduziu a porcentagem de células nas fases G0/G1, sugerindo um araste para a fase Sub-G1. Além disso, o ensaio de dupla marcação evidenciou uma redução na quantidade de células viáveis e um aumento na população de células em apoptose tardia/necrose para os tratamentos com BNZ. Os ensaios in silico revelaram a proteína ABL1 como um alvo potencial do BNZ. O docking molecular frente a 3 estruturas da ABL1 depositadas no banco de dados de estruturas de proteínas (PDBID: 2GQG, 2HYY e 5MO4), por meio do Autodock 4.2.6, apresentou melhores resultados para o sítio alostérico (2GQG: -7,04 kcal/mol; 2HYY: -8,9 kcal/mol; 5MO4: -6,98 kcal/mol). Essa metodologia também destacou os resíduos Ala433, Glu462 e Gly463 como os principais para a interação com o BNZ no sítio alostérico. Portanto, até o presente momento os achados desse trabalho sugerem o potencial anticâncer do BNZ na LMC por meio da sua interação com a proteína ABL1, bem como seu efeito sinérgico na combinação com o Imatinibe e Dasatinibe.
Abstract: Chronic Myeloid Leukemia (CML) is a neoplasm among the most common for adult patients and the chemotherapy of this disease faces the problem of chemoresistance. Redirection and drug combination are powerful tools in this context and bring attention to families of compounds such as benzimidazoles, known for their antiparasitic effect, but which has already been studied for some neoplasms. Thus, the present work aims to attest to the cytotoxic potential of a benzimidazole derivative isolated and in combination with drugs used in the treatment of sensitive and resistant CML. It is worth mentioning that the name of the compound under study will be kept confidential until obtaining its legal protection, remaining on the acronym of BNZ for that purpose. Thus, the cell viability assay by Alamar blue of the treatments was carried out, in addition to the assessment of cell membrane integrity and mitochondrial membrane potential, by double marking IP / Rho123, and the analysis of cell cycle by cytometry. In addition, an in silico search for pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics was carried out, with the servers admetSAR, Molinspiration and SwissTarget Prediction, as well as molecular anchoring with Autodock 4.2.6. The isolated BNZ showed an IC50 of 106 nM for the sensitive strain (K562) and 1917 nM for the resistant strain (FEPS). The combination with Imatinib provided a 6-fold dose reduction index for the drug alone, demonstrating the effectiveness of this combination. Cytometry revealed that the isolated BNZ and its combination with Imatinib reduced the percentage of cells in the G0 / G1 phases, suggesting a washer for the Sub-G1 phase. In addition, the double label assay showed a reduction in the number of viable cells and an increase in the population of cells in late apoptosis / necrosis for treatments with BNZ. In silico assays revealed the ABL1 protein as a potential target for BNZ. Molecular docking against 3 ABL1 structures deposited in the protein structure database (PDBID: 2GQG, 2HYY and 5MO4), using Autodock 4.2.6, presented better results for the allosteric site (2GQG: -7.04 kcal / mol; 2HYY: -8.9 kcal / mol; 5MO4: -6.98 kcal / mol). This methodology also highlighted residues Ala433, Glu462 and Gly463 as the main ones for the interaction with BNZ at the allosteric site. Therefore, to date, the findings of this study suggest the anticancer potential of BNZ in CML through its interaction with ABL1 protein, as well as its synergistic effect in combination with Imatinib and Dasatinib.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/58090
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