Estudio teórico sobre la relación estructura química-actividad inhibitoria en HIV-1 NNRTI?s.

. MARTÍN DRAGONETTI, MELINA ROSIN, SUSANA SICARDI, SILVINA TASSO, BEATRIZ FERNÁNDEZ Y ALBERTINA MOGLIONI

Buenos Aires

Workshop; 1º Workshop de Química Medicinal; 2005

Asociación Química Argentina

Los inhibidores de la transcriptasa reversa (TR), forman parte de la terapia contra el HIV y se clasifican en nucleosídicos (NIRTs) y no nucleosídicos (NNRTIs). Los primeros, actúan a nivel del sitio activo de la enzima, mientras que, los NNRTIs lo hacen en otro sitio adicional. Dada la alta tasa de error y mutaciones/nucleótido por ciclo) (enzima encargada de copiar el ARN viral a ADN), durante la replicación del virus, se generan mutaciones en el genoma viral que dan origen a sustituciones en los aminoácidos de las enzimas virales, particularmente, en la propia transcriptasa reversa. Estas mutaciones en el sitio alostérico de la enzima, condicionan de manera directa la actividad de los NNRTIs, provocando una disminución o anulación de la misma. Intentado dar solución a este inconveniente, se desarrollan cada vez más familias de NNRTIs. Estos compuestos presentan diversidad en sus estructuras químicas, así como también en sus actividadesProcedimiento computacional Se seleccionaron seis compuestos conocidos : HBY-097, S-2720, TIVIRAPINE (8-Cl-TIBO),  EFIVARENZ (DMP-266) y NEVIRAPINA (UC-781), a los que se les realizó un estudio conformacional buscando zonas o regiones comunes, ya sea empleando parámetros geométricos como electrónicos, con el objeto de encontrar las conformaciones más estables.  Se utilizó la metodología AM1 para el procedimiento de optimización de las geometría. Como se trabajó tanto con estructuras rígidas como flexibles, se usaron procedimientos sistemáticos y estocásticos para generar las geometrías iniciales.  El procedimiento sistemático fue usado para la Nevirapina, generándose las conformaciones iniciales por modificación de los ángulos dihedros. Los pasos variaron desde 0º hasta 270º dependiendo de la flexibilidad. El procedimiento estocástico fue aplicado para generar las geometrías iniciales del Efivarenz, la quinoxalina HYB-097, S-2720, S-2720, UC-781 y Tivirapine .  Los cálculos por dinámica molecular  arrojaron varias estructuras estables perfectamente diferenciables  A partir de cada conformación generada se realizaron optimizaciones completas de la geometría de cada compuesto por AM1 a fin de identificar los mínimos globales.  Un análisis similar se realizó después,  basado en técnicas de superposición  gráfica y orientado a identificar las porciones comunes a todos los miembros de la serie, tratando de encontrar un grupo farmacóforico probable. El supuesto farmacóforo hallado se analizó  por su descripción electrónica,  mediante la comparación de las cargas locales de los centros atómicos, derivados de los potenciales electrostáticos calculados. Un simple procedimiento de puntos únicos fue aplicado a cada estructura mediante cálculos de densidad funcional, usando funciones híbridas triparamétricas de Beck con LYP (B3LYP), y bases 6-31G**.  Las características electrónicas surgieron del método de concordancia con los potenciales electrostáticos aplicados (CHELPG)  haciendo uso del mismo nivel de teoría.  Los programas utilizados fueron Hyperchem 7.0 y  Gaussian 98. Discusión de los resultados y conclusiones La búsqueda bibliográfica de los seis compuestos seleccionados se basó en tratar de encontrar los NNRTI?s que poseyeran un perfil de óptima actividad tanto sobre la enzima natural como en las mutantes. El objetivo fue la búsqueda de los requerimientos estructurales a tener en cuenta para racionalizar la relación entre varias estructuras químicas y la actividad inhibitoria, buscando NNRTIs activos frente a la TR ?wild type como así también frente a las mutaciones más comunes responsables de generar alta resistencia a estas drogas. Con respecto a los requerimientos básicos frente a la primera hemos observado (por los resultados de los ensayos inhibitorios realizados por el Centro de referencia del SIDA, Bs. As.), que la presencia de un sistema anilido o tioanilido no es suficiente para obtener una considerable actividad inhibitoria y que además es necesario una mayor interacción lipofílica entre enzima e inhibidor. También se postula la relación que debería existir entre la flexibilidad de los sustituyentes del posible inhibidor frente a las mutaciones más comunes presentes en la TR. Esta flexibilidad conferiría al inhibidor la posibilidad de compensar aquellas interacciones que se han perdido debido al reordenamiento espacial de los residuos causado por una mutación en el sitio activo. Este argumento cobraría gran importancia por el hecho de que dichas mutaciones generan principalmente alta resistencia a los inhibidores como HIV-1 Tyr 188-Leu , Tyr188-Cys, etc., lo que conduce en definitiva a una menor asequibilidad de drogas para el tratamiento de la enfermedad.