Identificação de novos protótipos antivirais contra o vírus Chikungunya utilizando métodos in silico e in vitro

Abstract

O vírus Chikungunya (CHIKV) é o agente causador da febre do Chikungunya, uma doença negligenciada já registrada em mais de 100 países que pode comprometer significativamente a qualidade de vida dos pacientes devido à sua natureza debilitante. Apesar dos esforços empregados, ainda não há vacinas e antivirais específicos aprovados para prevenção ou tratamento, tornando a busca por novos fármacos essencial. Nesse cenário, a avaliação da atividade antiviral de substâncias com núcleos privilegiados, bem como substâncias planejadas como inibidores da protease nsP2 do CHIKV se apresenta atrativa, uma vez que essa proteína é crucial para a multiplicação viral. Assim, o objetivo deste trabalho é identificar novos agentes antivirais de origem natural e sintética contra o CHIKV empregando estratégias in silico e in vitro. Para melhor entender as bases estruturais da inibição da protease nsP2, estudos de docking e dinâmica molecular foram realizados com ligantes ativos e inativos descritos na literatura. Observou-se que as interações com os resíduos C1013, Y1079, N1082, W1084, L1205 e M1242 contribuem para a estabilização de inibidores no sítio ativo da proteína. Além disso, análises de mudanças conformacionais dos ligantes e dos efeitos sobre os movimentos da proteína permitiram distinguir ligantes ativos e inativos. Essas informações foram usadas para buscar potenciais inibidores a partir de estratégias de triagem virtual híbrida em bibliotecas de produtos sintéticos e naturais (e.g. ZINC15, NUBBE e DrugBank), sendo obtidos 19 hits virtuais, com características estruturais que permitem uma interação estável e favorável com o sítio ativo e propriedades farmacocinéticas e toxicológicas promissoras. A atividade inibitória de seis hits virtuais (Z02, Z04, Z06, NU3, D03 e D06) foi avaliada na multiplicação da cepa CHIKV 181-25 em células Vero. O hit D06 exibiu atividade inibitória de 66,4%, além de inibir a multiplicação do isolado clínico CHIKV BRA/RJ/18, com potência e seletividade maior que a cloroquina (EC50 = 11,37 µM e IS > 43,98). Ainda, análogos de D06 foram avaliados, mas não exibiram atividade antiviral. Com isso, uma análise da relação estrutura-atividade revelou características importantes para a atividade biológica. Em paralelo, foram identificados derivados triazólicos, LSO-03 e LSO-21, com atividade anti-CHIKV. LSO-21 inibiu a multiplicação da cepa 181- 25 em diferentes linhagens celulares, com EC50 de ~29 µM, enquanto ambos os derivados inibiram a multiplicação do isolado clínico, com potência e seletividade (EC50 = ~19 µM e IS > 10) maior que o observado para cloroquina. Então, o mecanismo de ação das três substâncias foi investigado. Todas apresentaram atividade em etapas iniciais do ciclo de multiplicação viral, incluindo etapas pós entrada. D06 apresentou efeitos inibitórios na adsorção (13,1%) e penetração viral (33,8%), enquanto LSO-21 inibiu a penetração viral (54,4%), além de exibir atividade virucida (81,8%), e efeitos modestos na célula hospedeira (31,2%) e na liberação viral. Já LSO-03 inibiu significativamente a liberação de novas partículas virais. Estudos computacionais sugeriram que os derivados triazólicos podem inibir a proteína nsP1 do CHIKV, mas LSO-03 também pode atuar na proteína C. Por fim, a atividade antiviral das substâncias foi avaliada frente ao vírus Mayaro, mas não foi observado efeito inibitório significativo. Em conclusão, foram identificadas três substâncias com atividade anti-CHIKV e perfil promissor como candidatas a fármacos antivirais para tratamento da febre do Chikungunya.