Modelado y estudio de complejos de Ciclosporina A y compuestos relacionados con una ciclofilina de Trypanosoma cruzi

BIOINFORMÁTICA

QUIMIOTERAPIA

MAL DE CHAGAS

DINÁMICA MOLECULAR

CICLOSPORINA

CICLOFELINA

ENFERMEDAD DE CHAGAS

URUGUAY

TESIS DE DOCTORADO

El presente trabajo de tesis se enmarca en una línea de investigación vinculada a la enfermedad de Chagas y desarrollada por muchos años en el actual Centro de Bioinformática Estructural del DETEMA, de la Facultad de Química, Universidad de la República. Esta línea, iniciada con motivo de la tesis doctoral de la patrocinante, la Dra. Paulino, ha dado múltiples trabajos publicados, entre ellos “Modeling and study of cyclosporyn A and related compounds in complexes with Trypanosoma cruzi cyclophilin”, como producto de la primer parte del trabajo presentado en esta tesis. También la línea de investigación ha originado otras tesis de Maestría y Doctorado, entre ellas la de uno de los copatrocinantes, el Dr. Iribarne. Por otro lado no es ajena la mencionada línea al Laboratorio de Inmunotecnología dirigido por el otro copatrocinante, MsC. Battistoni. Mucho se ha investigado con el objetivo de obtener una cura para el Mal de Chagas. Esta Tesis es un aporte más, centrándose en el estudio de la molécula de ciclosporina (CsA), y compuestos estructuralmente relacionados. Estos compuestos han mostrado actividad inhibitoria sobre Trypanosoma cruzi. Si bien la CsA es una droga con actividad inmunosupresora, algunos de los compuestos estructuralmente relacionados activos contra T. cruzi no presentan efectos inmunosupresores. Se ha propuesto a CsA como compuesto líder para el desarrollo de nuevas drogas útiles en la farmacoterapias de la enfermedad de Chagas. Se conocen con cierto grado de detalle las bases bioquímicas de las actividades inmunosupresoras e inhibitorias sobre protozoarios de CsA. En ambas están involucradas una familia de proteínas, las ciclofilinas. Se han publicado datos de las actividades inhibitorias de CsA y compuestos relacionados sobre ciclofilinas presentes en T. cruzi, en particular sobre la ciclofilina mas expresada en T. cruzi, la TcCyP19. Las bases moleculares de la diferencia de actividad inmunosupresora y de inhibición sobre T. cruzi de CsA y de una serie análogos no han sido dilucidadas. Esta tesis pretende, mediante el uso de diversas herramientas de modelado molecular, docking y de mecánica molecular, estudiar el comportamiento de los complejos binarios de TcCyP19 con una serie de compuestos análogos a CsA para obtener información a nivel molecular que aporte a la comprensión de las diferencias encontradas. En forma complementaria, se estudian complejos de CsA y dos de sus análogos con una ciclofilina humana, así como el comportamiento de una proteína mutante de la ciclofilina humana con baja afinidad por CsA. Una vez elaborados los modelos de los sistemas a estudiar se analizaron los posibles sitios de unión de estos compuestos con las ciclofilina en estudio, así como los modos de unión a los mismos. Utilizando simulaciones de dinámica molecular, se obtuvo un muestreo del espacio de fases de los sistemas en estudio que permitió analizar estructuralmente y energéticamente dichos sistemas. Varios términos energéticos se calcularon, que incluyeron energías de interacción ligando-proteína y cálculos de energías libres de asociación por medio del método LIE (Linear Interacction Energy). Se discuten algunos aspectos metodológicos, como la necesidad de hacer varias simulaciones de dinámica molecular para obtener un muestreo mas apropiado del comportamiento del sistema y el cumplimiento de las premisas para usar el método LIE. Los resultados obtenidos muestran que se trata de sistemas con comportamiento muy similar, para los cuales los métodos de cálculo usados no son lo suficientemente sensibles para diferenciar energías libres de unión. Se demostró la posible existencia de lugares de unión de Modelado y estudio de complejos de Ciclosporina A y compuestos relacionados ….. 5 los compuestos estudiados diferentes al sitio catalítico, cuya relevancia deberá ser estudiada in vitro. Todo lo aprendido con estos sistemas permitirá abordar con mejores perspectivas ulteriores etapas del estudio de esta familia de compuestos que involucran complejos ternarios y sus potenciales actividades inmunosupresoras en el huésped o inhibitorias del crecimiento de T. cruzi.

Carraro Pacheco, Roberto Ariel

FQ

2013

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Español

Tesis

576.895.75 CAR