Cribado Virtual de Productos Naturales con Actividad Antichagásica Guiado por Datos de Genómica Funcional

GÓMEZ CHÁVEZ JOSÉ LEONARDO; ANGELINA, EMILIO L.; PERUCHENA, NELIDA M.

Congreso; 6to Simposio Argentino de Jóvenes Investigadores de Bioinformática; 2021

Argentine Regional Student Group

Introducción La enfermedad de Chagas es causada por el protozoario ​Trypanosoma cruzi. Su tratamiento está restringido a dos compuestos nitro heterocíclicos: benznidazol y nifurtimox. Ambos presentan alta toxicidad y baja efectividad durante la fase crónica.Extractos vegetales de Cymbopogon citratus demostraron actividad tripanocida in vitro y reducción de nidos de amastigotes e infiltrados inflamatorios en el tejido cardíaco de ratones. En este trabajo se emplearon herramientas bioinformáticas para minar bases de datos públicas de genómica funcional en conjunción con herramientas quimioinformáticas y de cribado virtual para entender el mecanismo de acción a nivel molecular del extracto de C. citratus en la miocardiopatía chagásica. Objetivos -Analizar datos de expresión diferencial génica de ratones infectados con T. cruzi e identificar los términos de Ontología génica y vías biológicas KEGG enriquecidos en la enfermedad de Chagas. -Identificar los posibles blancos proteicos de los componentes de C. citratus mediante similaridad estructural con sus ligandos conocidos. -Realizar docking molecular de componentes de C. citratus sobre el subconjunto de productos génicos (blancos proteicos) sobreexpresados en la patología y que a su vez hayan sido priorizados en el análisis de similaridad estructural. Materiales y métodos Se utilizó el dataset GSE41089 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE41089) constituido por datos de expresión génica en corazón de ratones C57BL/6 Wild-Type infectados con T. cruzi versus control (GeneChip Mouse Genome 430A 2.0).Se utilizaron paquetes de Bioconductor (http://www.bioconductor.org) con el lenguaje R versión 4.1.0. El pre-procesado fue realizado con Robust multichip average de Oligo, el análisis de expresión diferencial con LIMMA, el enriquecimiento de Ontología génica con TopGO y los pathways determinados con SPIA.Los probables blancos de los componentes de C. citratus se obtuvieron de Swiss Target Prediction (http://www.swisstargetprediction.ch/).Las estructuras de blancos fueron obtenidas del Protein Data Bank (https://www.rcsb.org/), los archivos preparados con Openbabel (http://openbabel.org) y los cálculos de dockings efectuados con rDock (http://rdock.sourceforge.net/). Resultados El dataset GSE41089 consiste en 14154 genes, los cuales fueron sometidos a un pre-procesado y análisis. Aquellos con valor de logaritmo de Fold Change > 1 y p-value ajustado < 0.05 se consideraron sobreexpresados, resultando 1465 genes. Los términos GO enriquecidos fueron los asociados a procesos biológicos relacionados a la respuesta inmune innata.Los principales pathways se encontraron ligados a respuestas inflamatorias asociadas a la producción de citoquinas. Los genes presentes en los mismos con probabilidad de ser blancos de compuestos de C. citratus fueron seleccionados obteniendo 6 posibles targets. Los docking realizados presentaron resultados prometedores, en especial Ptgs2 (Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2) con citral como posible inhibidor.ConclusiónLos resultados obtenidos muestran que el análisis de datos de genómica funcional en conjunción con herramientas de cribado virtual resultan en una estrategia prometedora para dilucidar el mecanismo de acción de extractos vegetales activos sobre la enfermedad de Chagas. La información obtenida permitirá seguir profundizando en la búsqueda de un posible tratamiento más eficaz y menos nocivo en contra de Trypanosoma cruzi.