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Type: Dissertação
Title: Avaliação do potencial de ação do Carvacrol e seus análogos sobre receptores da Colecistocinina visando a modulação da dor trigeminal: um estudo in silico
Authors: Bueno, Michelli de Medeiros
Advisor: Ribeiro, Wesley Lyeverton Correia
Co-advisor: Melo, Ana Carolina Fonseca Lindoso
Keywords in Brazilian Portuguese : Dor Crônica;Dor Orofacial;Manejo da Dor;Simulação de Acoplamento Molecular
Keywords in English : Chronic Pain;Facial Pain;Pain Management;Molecular docking simulations
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Issue Date: 2024
Citation: BUENO, Michelli de Medeiros. Avaliação do potencial de ação do Carvacrol e seus análogos sobre receptores da Colecistocinina visando a modulação da dor trigeminal: um estudo in silico. 2024. 80 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Medicina Translacional) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/ 78335. Acesso em: 01 out. 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A dor trigeminal (DT), caracterizada como dor do tipo neuropática, afeta significativamente a qualidade de vida do paciente, devido não só à sua própria condição, mas aos efeitos colaterais dos vários fármacos utilizados no seu controle. A DT apresenta diferentes etiologias e características, o que dificulta o seu tratamento, em muitos casos, resultando em apenas um alívio parcial da dor. Os produtos naturais, a exemplo do carvacrol (CV), têm se mostrado uma fonte promissora no tratamento da dor. O presente estudo objetivou executar triagem virtual da bioatividade e simulações de docking molecular de análogos do CV sobre receptores da colecistocinina (CCK) visando a modulação da dor trigeminal. Para tanto, inicialmente, foi realizada uma triagem virtual da bioatividade do CV e seus derivados sintéticos CV aldeído, CV Base de Schiff (BSCV) e Complexo Base de Schiff – Cobre (BSCu²⁺) para correspondente à combinação de até 20 conformações mais estáveis do composto de entrada e das 20 conformações mais estáveis depositados na base de dados do European Molecular Biology Laboratory (ChEMBL) que apresentam atividade biológica conhecida frente a Mus musculus e Rattus norvegicus. Em seguida, procedeu-se estudo de absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME); análises de potencial de lipofilicidade molecular; análises de MPO e eficiência lipofilicidade-metabolismo (LipMetE); e predição do sítio de metabolismo e toxicidade aguda para M. musculus e R. norvergicus. Por fim, realizaram-se simulações de docking molecular tendo como alvos receptores de CCK1 e CCK2. A avaliação virtual das estruturas revelou que os análogos sintéticos do CV têm potencial promissor para o tratamento de distúrbios periféricos e neurais, devido à sua semelhança estrutural com outros compostos que afetam os receptores CCK1 e CCK2 no sistema nervoso central (SNC) e periférico. Além disso, a análise ADME, com foco na MPO, indicou uma distribuição abrangente dessas substâncias pelo SNC e periférico, especialmente o BSCu²⁺, que demonstrou uma correlação mais favorável entre as propriedades farmacocinéticas e a segurança da atividade no SNC. No entanto, BSCV apresentou alta permeabilidade passiva e um amplo volume de distribuição no cérebro. Apesar disso, esse ligante também mostrou uma interação farmacodinâmica mais positiva com o receptor CCK2, o que o torna promissor para o tratamento da dor crônica. Com base nos dados coletados, é proposta a hipótese de que os análogos sintéticos do carvacrol, BSCu²⁺ e BSCV, potenciais antagonistas de receptores CCK2, presente nos neurônios dos gânglios trigeminal e espinhal, podem competir com a CCK, aumentando o efeito dos opioides no manejo da dor trigeminal. Embora esta hipótese permaneça sem uma resposta definitiva, os resultados obtidos por modelagem computacional abrem novos caminhos para entender os potenciais mecanismos de ação dos análogos do carvacrol na modulação da dor trigeminal, fornecendo insights para pesquisas em modelos animais, destinadas a validar a presente proposição.
Abstract: Trigeminal pain (TP), characterized as neuropathic pain, significantly affects the patient's quality of life due not only to its inherent condition but also to the side effects of various drugs used in its management. TP presents different etiologies and characteristics, complicating its treatment and often resulting in only partial pain relief. Natural products, such as carvacrol (CV), have shown promise in pain management. This study aimed to perform virtual screening of bioactivity and molecular docking simulations of CV analogs on cholecystokinin (CCK) receptors, targeting the modulation of trigeminal pain. Initially, a virtual screening of the bioactivity of CV and its synthetic derivatives, CV aldehyde, CV Schiff base (BSCV), and Schiff base-Copper Complex (BSCu²⁺), was conducted. This screening corresponded to the combination of up to 20 of the most stable conformations of the input compound and the 20 most stable conformations deposited in the European Molecular Biology Laboratory (ChEMBL) database, which exhibit known biological activity against Mus musculus and Rattus norvegicus. Subsequently, an absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME) study was carried out, including analyses of molecular lipophilicity potential, MPO and lipophilicity-metabolism efficiency (LipMetE) analyses, and prediction of the site of metabolism and acute toxicity for M. musculus and R. norvegicus. Finally, molecular docking simulations were performed targeting CCK1 and CCK2 receptors. The virtual evaluation of the structures revealed that synthetic CV analogs have promising potential for treating peripheral and neural disorders due to their structural similarity to other compounds affecting CCK1 and CCK2 receptors in the central (CNS) and peripheral nervous systems. Additionally, the ADME analysis, focusing on MPO, indicated a comprehensive distribution of these substances throughout the CNS and peripheral nervous systems, particularly BSCu²⁺, which showed a more favorable correlation between pharmacokinetic properties and CNS activity safety. However, BSCV exhibited high passive permeability and a broad volume of distribution in the brain. Despite this, this ligand also demonstrated more positive pharmacodynamic interaction with the CCK2 receptor, making it promising for chronic pain treatment. Based on the collected data, it is hypothesized that synthetic carvacrol analogs, BSCu²⁺ and BSCV, as potential CCK2 receptor antagonists present in the neurons of trigeminal and spinal ganglia, can compete with CCK, enhancing the effect of opioids in trigeminal pain management. Although this hypothesis remains unresolved, the results obtained through computational modeling open new avenues for understanding the potential mechanisms of action of carvacrol analogs in modulating trigeminal pain, providing insights for research in animal models aimed at validating this proposition.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78335
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2308084568513670
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2784-0013
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7176107992065336
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4869-7882
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9134258055450670
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:PPGMDT - Dissertações defendidas na UFC

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