Modelado molecular de la inhibición del efecto angiogénico de las proteínas VEGFR2 y PKC, mediada por productos naturales plantas de Argentina

BARBIERI, CECILIA L.; LANZA, PRISCILA AILIN; LLORENS DE LOS RÍOS, MARÍA C.; JORAY, MARIANA B.; CARPINELLA, MARIA CECILIA; VERA, D. MARIANO A.

Tucuman

Simposio; 7mo Simposio Argentino de Jóvenes Investigadores en Bioinformática (7SAJIB); 2022

Regional Student Group ARG

La angiogénesis es un mecanismo esencial implicado en procesos biológicos como la reproducción, el desarrollo y la cicatrización de heridas. Los desequilibrios entre los factores que regulan la angiogénesis se han relacionado con diferentes enfermedades que afectan la salud humana. A pesar del gran progreso logrado en la terapia antiangiogénica al día de hoy, existen obstáculos tales como su eficacia limitada, los efectos adversos severos y el desarrollo de resistencia, lo que exige una búsqueda continua de nuevos agentes terapéuticos.Un aislamiento bioguiado a partir de extractos de Tagetes minuta arrojó al tertiofeno tertienilmetanol como potencial metabolito activo, mostrando un efecto sobresaliente ya que logró inhibir la formación de túbulos inducida por VEGF y redujo significativamente la invasividad de las células endoteliales aórticas bovinas (BAEC), así como de las células de cáncer de mama altamente agresivas MDA-MB-231. Además, este compuesto no mostró evidencia de toxicidad contra las células mononucleares y eritrocitos de sangre periférica.ObjetivosEstudiar el modo de ligado del tertienilmetanol y explicar su papel en la actividad antiangiogénica en las isoformas α y β2 de la proteín kinasa C (PKC) y de VEGFR2.Materiales y métodosEl efecto inhibitorio del compuesto sobre la activación de VEGFR2 y las isoenzimas α y β2 PKC se estudió mediante simulaciones de docking molecular y dinámica molecular (MD).El protocolo de docking molecular se basó en Autodok Vina 1.1.2 para obtener las geometrías iniciales para las simulaciones MD, utilizando el software AMBER18. Los cálculos de energía libre y el análisis per-residue se realizaron utilizando el módulo mmpbsa de AMBER18 aplicando los modelos Poisson-Boltzman (PB) y Generalized Born (GB). Los análisis de energía se realizaron para los últimos 8 a 12 ns de simulación como el promedio de al menos dos trayectorias independientes. Se validó el protocolo reproduciendo las poses cristalográficas de inhibidores conocidos y obteniéndose una buena correlación entre energías libres de ligado y las IC50 de un set de inhibidores conocidos.ResultadosPara determinar la inhibición directa de VEGFR-2 y las isoformas α y β2 de la PKC se realizó un análisis exhaustivo de las interacciones proteína-ligando de inhibidores de referencia. A partir de las simulaciones de cada complejo proteína-ligando se realizaron cálculos donde se estimó la energía de binding y la contribución energética de cada aminoácido. Las energías de binding del tertiofeno fueron comparadas con un panel de 10 inhibidores de PKC de actividad conocida, encontrándose su valor entre los de actividad moderada y los más potentes. Las energías binding obtenidas validaron el efecto inhibidor sobre las isoenzimas α y, sobre todo β2 de la PKC como principal mecanismo subyacente a la actividad antiangiogénica del tertienilmetanol, que evidenció estar imitando las interacciones de los inhibidores de referencia más potentes durante las simulaciones.ConclusiónEstos hallazgos respaldan este tiofeno natural como un fitoquímico antiangiogénico prometedor digno de ser investigado más a fondo y posicionan a T. minuta como un alimento funcional para ser empleado como medicina preventiva, profiláctica o incluso complementaria para muchas enfermedades dependientes de angiogénesis.