Reposicionamento de drogas e prospecção de novas moléculas com propriedades antiinflamatórias para a terapêutica COVID-19. (EM ANDAMENTO)

Coordenadora: Ana Lígia Barbour Scott

Lattes: http://lattes.cnpq.br/9435885004578060

Resumo:

Vários tipos de vírus se multiplicam no hospedeiro sem causar danos graves, incluindo aqueles capazes de causar doenças. Mas, em alguns casos, a resposta do hospedeiro pode causar efeitos fisiopatológicos importantes, que podem ser relativamente inespecíficos ou mais direcionados pela resposta imune humoral e/ou celular. É geralmente conhecido que os macrófagos fazem parte de uma população de células do sistema imune inato que responde a agentes microbianos pela produção de moléculas inflamatórias que matam os patógenos e promovem a reparação dos tecidos. No entanto, uma resposta inadequada dessas células pode levar a danos ao próprio indivíduo, como pode ser visto na síndrome de ativação macrofágica induzida por infecções graves, incluindo aquelas relacionadas ao SARS-CoV-2. A ocorrência e evolução do COVID-19 depende da interação entre o vírus e o sistema imunológico de cada indivíduo. Portanto, a identificação de agentes imunomoduladores capazes de manter uma resposta imune controlada e ao mesmo tempo responder adequadamente aos patógenos são de grande interesse neste momento de pandemia. Este projeto de pesquisa propõe unir estudos in silico (docking molecular, triagem virtual, modelagem molecular, simulações de dinâmica molecular, análise de modos normais, etc.) e in vitro (experimentos de interação imunológica e biofísica contra alvos validados e ensaios de inibição viral) para identificar moléculas de origem vegetal, ou compostos sintéticos semelhantes a essas substâncias naturais, com propriedades antiinflamatórias e imunomoduladoras contra COVID-19 ou SARS-CoV-2. Espera-se que o resultado direto deste projeto seja a aquisição de informações que permitirão um melhor entendimento da estrutura / função de proteínas-chave na infecção por SARS-CoV-2 que podem auxiliar na formulação de candidatos a fármacos para auxiliar no tratamento. de COVID-19. A complementaridade e interdisciplinaridade dos grupos pode ser muito produtiva para desenvolver o projeto.

Objetivos:

  • Integração da metodologia MDeNM (dinâmica molecular com modos normais excitados) e CoMD (MD Coletivo) com técnicas de Modelos de Estado de Markov, utiizando a biblioteca PyEMMA para amostrar o espaço conformacional de macromoléculas, com objetivo de calcular diferenças na energia livre e analisar os caminhos de transição e cinética entre os diferentes estados conformacionais de proteínas de resposta inflamatória humana (ciclooxigenase-1 (COX-1), ciclooxigenase-2 (COX-2) e proteína inflamassoma TMEM176B). (Costa et al., 2020). (Floquet et al., 2015). 
  • Modelagem computacional (em nível atômico ou de granulação grossa) e análise da dinâmica estrutural de cinco proteínas humanas envolvidas na resposta inflamatória contra COVID-19 (ciclooxigenase-1 (COX-1), ciclooxigenase-2 (COX-2), e inflamassoma-proteína TMEM176B), a fim de compreender as características estruturais dos alvos inflamatórios. 
  • Triagem in silico de bancos de dados de compostos para identificação de fármacos e análogos sintéticos comerciais com potencial uso antiinflamatório para o tratamento de COVID-19, considerando as proteínas de resposta inflamatória humana ciclooxigenase-1 (COX-1), ciclooxigenase-2 (COX -2), e inflamassoma-proteína TMEM176B. 
  • Análise do perfil de interações intermoleculares para entender a formação de complexos formados entre ligantes e alvos biológicos, incluindo simulação de propriedades farmacocinéticas, natureza farmacológica e principais descritores físico-químicos para propor mudanças estruturais por bioisosterismo. 
  • Realização de experimentos biofísicos in vitro para avaliar a interação entre as proteínas-alvo (proteínas de resposta inflamatória) e os compostos mais promissores selecionados pelos testes de triagem (objetivos c e d). 
  • Identificação de perfis farmacofóricos em compostos que apresentam atividade biológica para construção de modelos HQSAR (Hologram Quantitative Structure-Activity Relationships), correlacionando os hologramas moleculares (fragmentos derivados da estrutura 2D e suas respectivas contribuições) com a atividade biológica. 
  • Avaliação da capacidade dos compostos selecionados de inibir a ativação do inflamassoma induzida pela proteína E em monócitos humanos. 
  • Análise da capacidade dos compostos selecionados para desencadear o transporte de íons dependente de TMEM176B em células CHO.

Título: Desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas para identificar, caracterizar e monitorar variantes do SARS-CoV-2 na região sul-americana.

Coordenadora: Paola Cristina Resende Silva

Lattes: http://lattes.cnpq.br/3725179069720464

Resumo: 

O surgimento e a rápida disseminação do vírus SARS-CoV-2 levaram a Organização Mundial da Saúde (OMS) a categorizar a doença causada por este agente (COVID-19) como uma pandemia em 11 de março de 2020 (OMS, 2020). O surgimento deste novo coronavírus humano destaca a ameaça à saúde humana representada pelos vírus zoonóticos emergentes, para os quais inicialmente não havia tratamentos antivirais ou vacinas eficazes. Na região da América do Sul, foram detectadas todas as variantes de preocupação (VOC), algumas delas, como alfa, gama e delta, já circulando em vários países. Da mesma forma, tem sido relatado o surgimento de novas variantes, entre elas as variantes de interesse (VOI) mu e lambda e o VOC gama. Isso, somado à desigualdade existente, tanto em termos do tipo de vacinas administradas como do escopo da vacinação nos diferentes países, representa um terreno fértil para o surgimento de novas variantes ou a evolução das já relatadas para variantes com maior capacidade de evasão. a resposta imune gerada por vacinas. Nesse contexto, o desenvolvimento de estratégias de detecção molecular e de sequenciamento que permitam a vigilância genômica ativa terá papel fundamental no controle da pandemia. Nesse sentido, o presente projeto levanta a necessidade de desenvolver por meio da utilização de ferramentas moleculares de biotecnologia para detecção e identificação de variantes, que sejam de simples implementação e transferência, além de baixo custo. Essas ferramentas serão compartilhadas pelos grupos dos três países parceiros, a fim de formar um grupo de trabalho regional que fornecerá informações sobre a dinâmica da pandemia na região. Do mesmo modo, a avaliação de novas variantes do ponto de vista da sua capacidade de transmissão, bem como a possível evasão da resposta imunitária gerada pelas vacinas, através da utilização de clones infecciosos que permitem a introdução por engenharia genética das mutações relevantes encontradas, também está sendo considerado.

Objetivo geral: 

Desenvolver ferramentas moleculares úteis para a identificação, caracterização e monitoramento de variantes do SARS-CoV-2 de simples implementação e transferência, além de baixo custo. O projeto também vai gerar uma forte interação regional com grupos do Brasil, Uruguai e da Argentina. Isso permitirá compartilhar ferramentas biotecnológicas e informações epidemiológicas geradas em tempo real, a fim de desenvolver conhecimento mais preciso sobre a dinâmica da pandemia na região. O trabalho será reforçado com trabalhos experimentais, por meio de estudos em cultura de células que permitam avaliar as novas variantes identificadas do ponto de vista de sua capacidade de replicação, bem como sua possível evasão da resposta imune gerada pelas vacinas. 

 

Objetivos específicos: 

  • Desenvolvimento de ferramentas moleculares (RT-qPCR) para detecção de VOCs e VOIs. 
  • Desenvolvimento de estratégias para aumentar a capacidade de sequenciamento genômico. 
  • Implementação da vigilância genômica utilizando as ferramentas desenvolvidas neste projeto. 
  • Avaliação da capacidade de replicação e evasão da resposta imune gerada pelas vacinas das novas variantes identificadas no decorrer do projeto.