Potencial inibitório e leishmanicida de derivados do eugenol sobre a cinase Serine Arginine Protein Kinase de Leishmania braziliensis (LbSRPK)

Abstract

Leishmanioses são doenças tropicais negligenciadas que afetam milhares de pessoas no Brasil e no mundo. Causadas por parasitas do gênero Leishmania, manifestam-se principalmente como Leishmaniose Cutânea (LC), Mucocutânea (LMC) e Visceral (LV). No Brasil, LC e LV são endêmicas, causadas predominantemente pela espécie Leishmania braziliensis e Leishmania infantum. Não há vacinas disponíveis, e os tratamentos existentes são caros, inespecíficos e apresentam efeitos colaterais, além de casos de resistência parasitária. Novos alvos farmacológicos estão sendo estudados, e as Serine Arginine Protein Kinases (SRPKs) mostraram-se promissoras, pois estão envolvidas em processos celulares essenciais. Estudos mostraram a presença de SRPK em tripanossomatídeos, e nosso grupo de pesquisa é pioneiro nos estudos envolvendo SRPK em L. braziliensis bem como dos inibidores dessa proteína e seu potencial leishmanicida. O eugenol é um composto natural do grupo dos fenóis que é conhecido por possuir propriedades anti-inflamatórias, analgésicas, antimutagênicas e antialérgicas. Há relatos na literatura de sua eficácia na inibição do crescimento de promastigotas e amastigotas de várias espécies de Leishmania. Sendo assim, este trabalho avaliou o potencial de oito compostos derivados do eugenol, da classe das amidas aromáticas com diferentes substituintes no anel benzênico, como agentes leishmanicidas, seu potencial citotóxico e a capacidade de agir como inibidores de LbSRPK. Para os experimentos de CC50, células de macrófagos (RAW 264.7) e células de promastigotas de L. braziliensis (M2904) foram cultivadas para avaliar a atividade dos compostos. Os compostos não foram tóxicos às células de leishmania na concentração testada e apresentaram valores de CC50 variados em macrófago (295,2 µM; 217,9 µM; ~2775,8 µM; ~241,1 µM; ~267,7 µM; 575,3 µM; 159,0 µM e 759,3 µM respectivamente para compostos numerados de 1 a 8). Para testar o potencial inibitório dos compostos, eles foram projetados na plataforma do Avogadro e avaliados por docking molecular no software GOLD, usando a proteína LbSRPK previamente modelada e validada pelo grupo de pesquisa. As melhores poses foram analisadas no PyMOL e Discovery Studio e ranqueados pelo servidor online Pose & Rank. Todos os compostos demonstraram interação com resíduos presentes no sítio ativo da proteína, sugerindo seu potencial como inibidores, embora mais estudos sejam necessários para confirmar esses achados. Para complementar os estudos, a proteína recombinante LbSRPK foi expressa em sistema bacteriano E. coli BL21(DE3) para posterior teste de atividade e inibição pelos compostos. Esses estudos visam ampliar o conhecimento sobre o papel da LbSRPK em L. braziliensis e explorar esses compostos derivados do eugenol da classe das amidas aromáticas como possíveis inibidores dessa proteína. Palavras-chaves: Leishmanioses, Leishmania braziliensis, LbSRPPK, derivados do eugenol, docking molecular.Leishmaniasis are neglected tropical diseases that affect thousands of people in Brazil and worldwide. Caused by parasites of the Leishmania genus, they primarily manifest as Cutaneous Leishmaniasis (CL), Mucocutaneous Leishmaniasis (MCL), and Visceral Leishmaniasis (VL). In Brazil, CL and VL are endemic, predominantly caused by the species Leishmania braziliensis and Leishmania infantum. There are no available vaccines, and current treatments are expensive, nonspecific, and have side effects, as well as cases of parasite resistance. New pharmacological targets are being studied, and Serine Arginine Protein Kinases (SRPKs) have shown promise as they are involved in essential cellular processes. Studies have shown the presence of SRPKs in trypanosomatids, and our research group is a pioneer in studying SRPKs in L. braziliensis as well as inhibitors of this protein and its leishmanicidal potential. Eugenol is a natural compound from the phenol group that is known to possess anti-inflammatory, analgesic, antimutagenic, and antiallergic properties. There are reports in the literature of its efficacy in inhibiting the growth of promastigotes and amastigotes of various Leishmania species. Therefore, this study evaluated the potential of eight eugenol-derived compounds, from the aromatic amide class with different substituents on the benzene ring, as leishmanicidal agents, their cytotoxic potential, and their ability to act as LbSRPK inhibitors. For CC50 experiments, macrophage cells (RAW 264.7) and L. braziliensis promastigote cells (M2904) were cultured to assess the activity of the compounds. The compounds were non-toxic to Leishmania cells at the tested concentration and presented varying CC50 values in macrophages (295.2 µM; 217.9 µM; ~2775.8 µM; ~241.1 µM; ~267.7 µM; 575.3 µM; 159.0 µM and 759.3 µM respectively for compounds numbered 1 to 8). To test the inhibitory potential of the compounds, they were designed on the Avogadro platform and evaluated through molecular docking using GOLD software, with the LbSRPK protein previously modeled and validated by the research group. The best poses were analyzed in PyMOL and Discovery Studio and ranked by the Pose & Rank online server. All compounds demonstrated interaction with residues present in the protein’s active site, suggesting their potential as inhibitors, although further studies are needed to confirm these findings. To complement the studies, the recombinant LbSRPK protein was expressed in the bacterial system E. coli BL21(DE3) for subsequent activity testing and inhibition by the compounds. These studies aim to expand knowledge on the role of LbSRPK in L. braziliensis and explore these eugenol-derived compounds from the aromatic amide class as potential inhibitors of this protein. Keywords: Leishmaniasis, Leishmania braziliensis, LbSRPPK, eugenol derivatives, molecular docking.