DEL GENOMA AL BLANCO MOLECULAR: NUEVOS ENFOQUES PARA EL DESCUBRIMIENTO DE ANTIMICROBIANOS CONTRA LISTERIA MONOCYTOGENES

PALUMBO, MIRANDA C.; EZEQUIEL SOSA; FEDERICO SERRAL; CASTELLO FLORENCIA; GUSTAVO SCHOTTLENDER; TANIA GORDILLO; BOCKOR SABRINA; MARÍA MERCEDES PALOMINO; DO PORTO, DARIO FERNANDEZ

Buenos Aires

Simposio; 6 Simposio Argentino de jovenes investigadores en bioinformatica; 2021

rsg argentina

DEL GENOMA AL BLANCO MOLECULAR: NUEVOS ENFOQUES PARA EL DESCUBRIMIENTO DE ANTIMICROBIANOS CONTRA LISTERIA MONOCYTOGENES Miranda Clara Palumbo1, Ezequiel Sosa2,3, Federico Serral1, Florencia Castello1, Gustavo Schottlender1, Tania Gordillo3, Sabrina Bockor3, María Mercedes Palomino2,3, Darío Fernández Do Porto1,2 1 Instituto de Cálculo, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina, 2 Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina, 3 Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN) CONICET, Ciudad Universitaria, Buenos Aires, ArgentinaIntroducciónListeria monocytogenes es el agente causante de la listeriosis en humanos, una zoonosis originada principalmente con el consumo de alimentos contaminados. Esta enfermedad es relevante para la salud pública dada su elevada mortalidad entre grupos de riesgo (20-30%), con el agravante que conlleva el incremento en la aparición de cepas resistentes tanto en el ámbito clínico como en la industria. En consecuencia, resulta necesario la utilización de estrategias que permitan la búsqueda racional de nuevos agentes terapéuticos eficaces contra este patógeno. En este sentido, existen abordajes computacionales que aprovechan la información disponible en bases de datos de genómica, transcriptómica y proteómica. Este es el caso de Target-Pathogen, una herramienta online que permite clasificar las proteínas de un genoma de acuerdo a su potencial como blanco molecular a partir de su función, esencialidad, contexto metabólico, expresión y drogabilidad estructural. ObjetivoEmplear un enfoque multi-ómico para buscar y priorizar blancos moleculares atractivos que permitan el desarrollo de drogas capaces de combatir a Listeria monocytogenes. Materiales y métodosEn primer lugar, se buscó obtener el estructuroma de L. monocytogenes EGD-e para determinar la drogabilidad de cada proteína codificada en su genoma. Se utilizaron las estructuras depositadas en el PDB, las restantes se generaron mediante modelado por homología empleando Modeller. Seguidamente, fpocket permitió la detección de cavidades proteicas capaces de interactuar con compuestos tipo droga. Luego se evaluó el proteoma de este patógeno contra las proteínas humanas y de su microbioma por BLASTp, para evitar una posible inhibición cruzada. Adicionalmente, el análisis de esencialidad se realizó por búsqueda de ortólogos en Database of Essential Genes. El grado de conservación de cada proteína dentro de la especie se determinó realizando un alineamiento múltiple del genoma de 25 cepas patógenas con Mauve. Por último, utilizando Pathway Tools se realizó la reconstrucción de la red metabólica de este patógeno, seguido de un curado manual. La red se representó en forma de grafo empleando Cytoscape para determinar las medidas topológicas que la caracterizan. Se calculó la centralidad de cada reacción y se identificaron aquellas denominadas ?choke-points? (únicas en consumir o producir un dado metabolito). La totalidad de los datos obtenidos se integraron en Target Pathogen, aplicando una serie de filtros y una función de ranqueo se obtuvo la lista de proteínas clasificadas de acuerdo a su interés como blancos de drogas. ResultadosSe obtuvieron 1089 estructuras drogables y que no presentaron homología con proteínas humanas ni con más de un tercio de los microorganismos de la microbiota intestinal. Entre ellas, los blancos más atractivos según la función de ranqueo son las proteínas FabH, AccA y AccD (síntesis de ácidos grasos), TrpB (biosíntesis de triptofano), Tal1 y Tal2 (vía de pentosas fosfato). Todas ellas catalizan reacciones choke-point de elevada centralidad, son esenciales y se encuentran conservadas en la totalidad de cepas analizadas.ConclusiónUtilizando herramientas bioinformáticas, bases de datos y partiendo de la información contenida en el genoma de Listeria monocytogenes se identificaron blancos proteicos que pueden ser utilizados para el futuro desarrollo de inhibidores específicos.PALABRAS CLAVES: LISTERIA MONOCYTOGENES, BLANCOS DE DROGAS, RECONSTRUCCIÓN METABÓLICA, MODELADO ESTRUCTURAL