Identificación de potenciales inhibidores del transportador de arginina TcAAP3 de Trypanosoma cruzi mediante herramientas computacionales

MACIEL, BELEN; GALCERAN, FACUNDO; REIGADA, CHANTAL; RENGIFO, MARCOS; MIRANDA, MARIANA; PEREIRA, CA; SAYE, MELISA

Buenos Aires

Jornada; XVI Jornadas Científicas del Instituto Lanari; 2021

Instituto Lanari

La enfermedad de Chagas, causada por el parásito Trypanosoma cruzi, afecta a más de 7 millones de personas en América Latina. El desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas es necesario dado que los tratamientos actuales, benznidazol y nifurtimox, presentan eficacia limitada y múltiples efectos adversos.El metabolismo de T. cruzi está ampliamente basado en el consumo de aminoácidos, los cuales pueden ser utilizados no sólo como fuente carbono y energía alternativa a la glucosa, sino también como reservorios energéticos. La arginina puede ser convertida en fosfoarginina por la enzima arginina quinasa (AK) a través de la siguiente reacción reversible: arginina + ATP fosfoarginina + ADP.Este sistema de reserva energética es similar al par creatina-fosfocreatina presente en mamíferos. El transportador de arginina TcAAP3 pertenece a la familia de transportadores de aminoácidos y poliaminas más representada en T. cruzi, TcAAAP (Amino Acid/ Auxin Permeases), que se encuentra ausente en humanos. La sobre-expresión de la permeasa TcAAP3 produce la acumulación de arginina intracelular e induce la regulación negativa de la AK a fin de compensar el elevado consumo de ATP como consecuencia del desplazamiento de la reacción de la AK. Esto sugiere que la viabilidad del parásito puede ser afectada mediante fluctuaciones en la incorporación de arginina. Además, en T. brucei, parásito causante de la enfermedad del sueño, el transportador ortólogo de TcAAP3, llamado TbAAT5, es esencial para la supervivencia. Teniendo en cuenta esta información, en este trabajo nos propusimos identificar compuestos que puedan inhibir el transportador TcAAP3 (o bien ingresar a través de esta permeasa) y tengan efecto tripanocida.Mediante herramientas computacionales realizamos una búsqueda por similitud estructural utilizando como templado el sustrato natural del transportador TcAAP3, la L-arginina. Con esta estrategia se busca identificar compuestos que por ser estructuralmente similares a la L-arginina puedan llegar a bloquear el transportador o bien puedan atravesarlo y actuar a nivel intracelular. Para ello se realizó un cribado en distintas bases de datos con más de 300.000 compuestos que incluyen productos naturales y fármacos aprobados en todo el mundo. Se utilizaron diferentes algoritmos que evalúan el grado de similitud entre el templado y el resto de los compuestos. De los resultados obtenidos, 45 moléculas se seleccionaron para realizar ensayos de docking molecular (estudios de predicción de interacción entre 2 entidades biológicas, en este caso, el transportador de arginina TcAAP3 y cada uno de los potenciales inhibidores). Como la estructura 3D de la permeasa TcAAP3 no se encuentra resuelta se realizó un modelado por homología utilizando la estructura cristalizada del transportador de aminoácidos neutros SLC38A9 (PDB 7KGV) como molde. Mediante este último paso de cribado se eligieron 5 compuestos para ser evaluados in vitro como inhibidores de la permeasa de arginina TcAAP3 y como agentes tripanocidas. El uso de herramientas computacionales permitió identificar potenciales inhibidores del transportador TcAAP3 a partir de grandes cantidades de compuestos en un tiempo acotado y con poco gasto de recursos materiales.