Análisis de extractos vegetales mediante herramientas bioinformáticas para la identificación de compuestos terapéuticos contra la enfermedad de Chagas

GÓMEZ CHAVEZ, JOSÉ LEONARDO; ANGELINA, EMILIO LUIS; PERUCHENA, NÉLIDA MARÍA

Buenos Aires

Simposio; 8vo Simposio Argentino de Jóvenes Investigadores de Bioinformática; 2023

Argentine Regional Student Group

La enfermedad de Chagas (ECh) es una enfermedad parasitaria que afecta a millones de personas en todo el mundo, especialmente en América Latina. La enfermedad puede causar miocardiopatía en su fase crónica, lo que puede llevar a una insuficiencia cardíaca y otras afecciones graves. Los tratamientos actuales para esta fase son limitados y a menudo tienen efectos secundarios graves, por lo que se necesitan nuevos enfoques para combatir esta enfermedad.Una fuente potencial para tratar ECh son los extractos obtenidos de Cymbopogon citratus (CC). Estos extractos han demostrado reducir los síntomas de ECh y tienen una fuerte acción antiinflamatoria. Sin embargo, se desconoce qué componentes son responsables de la actividad biológica y cómo actúan sobre el huésped.Este trabajo buscó comprender los mecanismos antiinflamatorios del extracto de CC en la miocardiopatía chagásica, priorizar genes de vías biológicas asociadas a la enfermedad de Chagas mediante una red de interacción proteína-proteína (PPI), y determinar posibles blancos de acción de compuestos de Cymbopogon citratus mediante docking inverso.Fueron utilizadas diversas herramientas de Bioconductor para estudiar la expresión diferencial, ontología génica, pathways biológicos e interacciones proteína-proteína. También se realizaron alineamientos de secuencias utilizando BLAST y se obtuvieron compuestos de CC a través de una revisión bibliográfica. Para el análisis de docking molecular se utilizó la herramienta Quick Vina y se normalizaron los datos utilizando Z-score. Finalmente, se realizaron dinámicas moleculares utilizando AMBER16.El análisis del set de datos GSE41089 consistente en información de expresión génica del tejido cardiaco del corazón de ratones infectados con Trypanosoma cruzi contra un grupo control. Este análisis reveló genes con niveles de expresión mayores (sobreexpresados) estadísticamente significativos en los ratones infectados con el parásito. Estos genes se encuentran en diferentes pathways biológicos afectando en especial a los asociados a liberación de citoquinas. Se eligieron genes clave de las vías biológicas afectadas. Estos genes se utilizaron para construir una PPI, destacando aquellos con un alto valor de interacción en la red. Los genes más relevantes en la PPI se sometieron a alineamientos de secuencias con la base de datos de PDB, lo que permitió identificar los productos génicos correspondientes.Posteriormente se realizó docking inverso con los productos génicos y sus ligandos nativos (set de validación). Los resultados del set de validación avalaron el protocolo de docking inverso permitiendo así utilizar el mismo protocolo con los compuestos de CC. Este protocolo identificó una serie de complejos proteína-ligando prometedores. Para confirmar estos resultados se realizaron dinámicas moleculares de los complejos más prometedores, destacando los correspondientes a Ptgs2, Hck y Csf1r al mostrar energías libres de unión similar a la de inhibidores específicos para estos blancos.Este trabajo analizó los mecanismos moleculares detrás del efecto antiinflamatorio del extracto de CC en la miocardiopatía chagásica. Se identificaron los genes prioritarios y las vías biológicas asociadas a ECh, y se utilizaron herramientas quimioinformáticas para determinar los posibles blancos moleculares de los compuestos del extracto. Estos hallazgos pueden ser importantes para el desarrollo de nuevos tratamientos específicos contra ECh.