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Tipo: Tese
Título: Identificação de biomarcadores na síndrome mielodisplásica e predição in silico com caracterização in vitro da farmacocinética de um novo fármaco antitumoral candidato a molécula lead
Título em inglês: Identification of biomarkers in myelodysplastic syndrome and in silico prediction with in vitro pharmacokinetic characterization of a new antitumoral drug candidate to lead molecule
Autor(es): Carvalho, Guilherme Graziany Camelo de
Orientador: Pessoa, Claudia do Ó
Coorientador: Paier, Carlos Roberto Koscky
Palavras-chave: Proteômica;Prognóstico;Diagnóstico;Produto Natural
Data do documento: 10-Set-2021
Citação: CARVALHO, G. G. C. Identificação de biomarcadores na síndrome mielodisplásica e predição in silico com caracterização in vitro da farmacocinética de um novo fármaco antitumoral candidato a molécula lead. 2021. 211 f. Tese (Doutotado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: A cadeia de desenvolvimento de um novo fármaco deve partir das características do alvo molecular relacionadas à doença/síndrome que deverá ser tratada junto com as caraterísticas do novo candidato a fármaco. Desse modo, o presente estudo visou identificar o perfil proteômico da medula óssea na síndrome mielodisplásica (SMD) e o perfil de predição in silico com caracterização in vitro da farmacocinética da molécula 2,3,9-trimetoxipterocarpano (PT+). Para a avaliação proteômica da síndrome mielodisplásica foram coletadas amostras de medula óssea de pacientes com a síndrome. As análises foram realizadas por espectrometria de massas com abordagem bottom-up. Para a caracterização farmacocinética do PT+ foram realizadas avaliações in vitro de estabilidade química, plasmática e microssomal, além de caracterização de ligação a proteínas plasmáticas tanto in vitro quanto in silico. Foi realizada avaliação de permeabilidade através do PAMPA. Também foram realizados estudos de predição in silico simulando a utilização do PT+ em populações saudáveis e com câncer para definição de perfil farmacocinético. Nesses estudos iniciais, os principais achados proteômicos no plasma de pacientes com SMD estão a CEP55 para amostras de SMD com sideroblastos em anel e talina-1, moesina e ubiquitinina-C em amostras de SMD com excesso de blastos. Nas amostras de células de medula óssea de SMD de baixo risco foram identificadas as proteínas de função conectiva e fibrinogênio. Essas características foram reconhecidas em trabalhos anteriores onde alterações a nível de degranulação de neutrófilos e mal funcionamento de plaquetas foram identificadas e confirmadas a nível molecular nos primeiros achados desse trabalho, por avaliação de proteínas expressas exclusivamente nos grupos de baixo risco ou alto risco da SMD. Ressaltamos que, devido a já caracterizada ação molecular do composto PT+ no ciclo celular, sua interação com a CEP55 ou com proteínas da via da STAT5 deverão ser melhor estudada em futuras pesquisas para validar sua ação. Por outro lado, na avaliação farmacocinética, o PT+ mostrou características que o coloca como candidato a futuros estudos in vivo, pois o mesmo mostrou-se estável devido a não sofrer diminuição significativa na sua concentração seja por ação de diferentes níveis de pH ou por ação de enzimas plasmáticas. O PT+ mostrou ter forte ligação com proteínas plasmáticas pelo método utilizado, ultracentrifugação, com ligação de 99,39%. O PT+ ainda mostrou ter capacidade de ultrapassar a barreira hematoencefálica e possuir alta taxa de absorção gastrointestinal. A predição in silico da farmacocinética do PT+ mostrou que a população com câncer apresentou metabolismo mais acelerado do que a população controle (brancos caucasianos). Isso mostra o PT+ com perfil adequado para validação in vivo dos achados moleculares para a síndrome mielodisplásica. Entre os principais achados proteômicos no plasma de pacientes e diante dos resultados, foi possível reconhecer que o PT+ é um candidato potencial para prosseguimento no estudo como alternativa terapêutica para tratamento de SMD.
Abstract: The development chain of a new drug must start from the molecular characteristics of target related to the disease/syndrome that must be treated together with characteristics of the new drug candidate. Thus, the present study aimed to identify the proteomic profile of bone marrow in myelodysplastic syndrome (MDS) and the in silico prediction profile with in vitro pharmacokinetic characterization of 2,3,9-trimethoxypterocarpane (PT+) molecule. For proteomic evaluation of myelodysplastic syndrome, bone marrow samples were collected from patients with the syndrome. Analyzes were performed by mass spectrometry with a bottom-up approach. For the pharmacokinetic characterization of PT+, in vitro evaluations of chemical, plasma and microsomal stability were performed, as well as characterization of plasma binding proteins both in vitro and in silico. Permeability assessment was performed using PAMPA. In silico prediction studies were also performed simulating the use of PT+ in healthy and cancer populations to define the pharmacokinetic profile. In these initial studies, the main proteomic findings in the plasma of MDS patients are CEP55 for MDS samples with ringed sideroblasts and talin-1, moesin and ubiquitinin-C in MDS samples with excess blasts. In low-risk MDS bone marrow cell samples, connective function proteins and fibrinogen were identified. These characteristics were recognized in previous works where alterations in the level of neutrophil degranulation and platelet malfunction were identified and confirmed at the molecular level in the first findings of this work, by evaluating proteins expressed exclusively in low-risk or high-risk groups of MDS. We emphasize that, due to the already characterized molecular action of the compound PT+ in the cell cycle, its interaction with CEP55 or with proteins of the STAT5 pathway should be better studied in future research to validate its action. Furthermore, alterations in STAT5 pathway proteins that are related to malignant processes may also serve as future studies to assess PT+ activity as a therapeutic alternative for MDS. In the pharmacokinetic evaluation, PT+ showed characteristics that place it as a candidate for future in vivo studies, as it was stable due to not suffering a significant decrease in its concentration either by action of different pH levels or by action of plasma enzymes. PT+ was shown to have strong binding to plasma proteins by the method used, ultracentrifugation, with binding of 99.39%. PT+ was also shown to have the ability to cross the blood-brain barrier and to have a high gastrointestinal absorption rate. The in silico prediction of PT+ pharmacokinetics showed that the cancer population had a faster metabolism than the control population (caucasians). This shows PT+ with an adequate profile for in vivo validation of molecular findings for myelodysplastic syndrome. Among the main proteomic findings in the plasma of patients and given the results, it was possible to recognize that PT+ is a potential candidate for further study as a therapeutic alternative for the treatment of MDS.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/60515
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