Resumo:
A febre chikungunya é uma doença emergente causada pelo vírus Chikungunya (CHIKV) e transmitida por vetores das espécies Aedes aegypti e Aedes albopictus, propensa a promover epidemias e de considerável significado epidemiológico no mundo. Os sintomas iniciais da doença consistem em febre alta, mialgia e dor intensa em uma ou mais articulações e alguns indivíduos podem apresentar artralgia inflamatória persistente nas mesmas articulações afetadas durante os estágios agudos da infecção, tendo como consequência a redução da produtividade e da qualidade de vida. Como não existem medicamentos específicos para tratar a febre Chikungunya nem vacinas aprovadas, é emergencial a pesquisa e o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas. Nessa perspectiva, esse trabalho teve como objetivo identificar moléculas oriundas de produtos naturais candidatas a fármacos para o tratamento da infecção pelo vírus Chikungunya. Foram objetivos específicos: identificar moléculas oriundas de produtos naturais promissoras para o tratamento da febre Chikungunya descritas na literatura (capítulo 1) e identificar, por métodos in silico, moléculas de um banco de produtos naturais candidatas a inibidores para a caspase-1 (capítulo 2). O objetivo do capítulo 1 foi identificar as moléculas, oriundas de produtos naturais, mais promissoras para futuros estudos contra a infecção pelo CHIKV descritas na literatura. Para isso, foi realizada uma busca por ensaios clínicos, estudos observacionais, in vitro ou in vivo, sem restrição de ano de publicação ou idioma, em bases de dados eletrônicas (Medline/PubMed, EMBASE, Google Scholar, The Cochrane Library, LILACS (BVS), registros de ensaios clínicos (Clinical Trials.gov) e bibliotecas digitais de teses e dissertações da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Brasil). A avaliação da qualidade dos estudos selecionados foi realizada seguindo as ferramentas SYRCLE, RoB2 e SciRAP. Os principais mecanismos envolvidos na atividade farmacológica antiviral das moléculas relatadas nos estudos da revisão sistemática foram: inibição de proteínas essenciais ao CHIKV (canais iônicos, proteína de choque térmico e proteínas não estruturais - nsPs) e inibição da entrada do vírus na célula e em diferentes etapas do ciclo de replicação do vírus. Dentre as moléculas encontradas com o levantamento de referências, quanto à classe de metabólitos secundários, os flavonoides se destacaram e, por esse motivo, as moléculas podem ser candidatas promissoras para futuros ensaios clínicos. Em relação à qualidade da evidência, o estudo de intervenção e os ensaios in vivo levantaram preocupações sobre o risco de viés, o que pode reduzir a confiabilidade dos resultados desses estudos. Quanto aos estudos in vitro incluídos nesta revisão, a maioria (65%) apresentou qualidade aceitável de acordo com a ferramenta aplicada. No capítulo 2, por sua vez, foi feita uma triagem virtual (TV) hierárquica por modelo farmacofórico e acoplamento molecular. Foram priorizadas moléculas oriundas de produtos naturais obtidas de um catálogo do banco de dados ZINC15. As moléculas selecionadas após a TV foram avaliadas quanto ao modo de reconhecimento molecular. De acordo com os resultados obtidos pelo acoplamento molecular, foi possível identificar a ZINC000015675648 como uma molécula promissora quanto à atividade inibitória frente à caspase-1, pois a molécula demonstrou interações intermoleculares com os resíduos de aminoácidos essenciais para a atividade da enzima (ARG179, GLN283, CYS285, SER339 e ARG341). Simulações de dinâmica molecular (DM) (90 ns) foram realizadas a fim de avaliar estabilidade do sistema. Os resultados obtidos implicam que, após os estudos de DM, a molécula ZINC000015675648 mostrou interações intermoleculares que diferem daquelas descritas na literatura como essenciais para a atividade catalítica da enzima ou presentes em estudos com inibidores conhecidos.
Abstract:
Chikungunya fever is an emerging disease caused by the Chikungunya virus (CHIKV) and transmitted by vectors of the species Aedes aegypti and Aedes albopictus, prone to promoting epidemics and of considerable epidemiological significance in the world. The initial symptoms of the disease consist of high fever, myalgia and severe pain in one or more joints, and some individuals may have persistent inflammatory arthralgia in the same affected joints during the acute stages of the infection, resulting in reduced productivity and quality of life. As there are no specific drugs to treat Chikungunya fever or approved vaccines, research and development of new therapeutic approaches is urgent. From this perspective, this work aimed to identify molecules from natural products that are candidates for drugs for the treatment of Chikungunya virus infection. The specific objectives were: to identify molecules from natural products that are promising for the treatment of Chikungunya fever described in the literature (chapter 1) and to identify, by in silico methods, molecules from a natural product bank that are candidates for inhibitors for caspase-1 (chapter 2). The objective of chapter 1 was to identify the molecules, derived from natural products, that are most promising for future studies against CHIKV infection described in the literature. For this, a search was performed for clinical trials, observational studies, in vitro or in vivo, without restriction of year of publication or language, in electronic databases (Medline/PubMed, EMBASE, Google Scholar, The Cochrane Library, LILACS (BVS), clinical trial records (Clinical Trials.gov) and digital libraries of theses and dissertations from CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Brazil). The quality assessment of the selected studies was performed using the SYRCLE, RoB2 and SciRAP tools. The main mechanisms involved in the antiviral pharmacological activity of the molecules reported in the systematic review studies were: inhibition of essential proteins to CHIKV (ion channels, heat shock protein and non-structural proteins - nsPs) and inhibition of of the virus in the cell and in different stages of the virus replication cycle. Among the molecules found with the survey of references, how much to the class of secondary metabolites, flavonoids stood out and, for this reason, the molecules may be promising candidates for future clinical trials. Regarding the quality of evidence, the intervention study and the in vivo trials raised concerns about the risk of bias, which may reduce the reliability of the results of these studies. As for the in vitro studies included in this review, the majority (65%) presented acceptable quality according to the applied tool. In chapter 2, in turn, a hierarchical virtual screening (VS) was performed using a pharmacophoric model and molecular docking. Molecules from natural products obtained from a catalog of the ZINC15 database were prioritized. Molecules selected after VS were evaluated for intermolecular interactions. According to the results obtained by molecular docking, it was possible to identify ZINC000015675648 as a promising molecule in terms of inhibitory activity against caspase-1, as the molecule demonstrated intermolecular interactions with essential amino acid residues for enzyme activity (ARG179, GLN283, CYS285, SER339 and ARG341). Molecular dynamics (DM) simulations (90 ns) were performed in order to assess system stability. The results obtained imply that, after the DM studies, the molecule ZINC000015675648 showed intermolecular interactions that differ from those described in the literature as essential for the catalytic activity of the enzyme or present in studies with known inhibitors.