Avaliação do potencial antivirulência de compostos da classe das dihidropirimidinonas: análises in silico, in vitro e no modelo in vivo de Caenorhabditis elegans

Abstract

Biofilmes desempenham um papel substancial na patogênese bacteriana, sendo reconhecidos por sua resistência a antimicrobianos e à resposta imunológica do hospedeiro, o que representa um grande desafio no tratamento de infecções. As dihidropirimidinonas (DHPMs) demonstraram propriedades farmacológicas de amplo espectro, incluindo atividade antibacteriana. Este estudo investigou o potencial antivirulência dos compostos da classe das DHPMs por meio de análises in silico, in vitro e in vivo. As estruturas químicas de 33 DHPMs foram submetidas à plataforma SciFinder, resultando em 171 artigos, englobando 24 microrganismos e descrevendo 14 atividades biológicas. As atividades mais citadas foram antimicrobiana (40,3%), antitumoral (21%), antagonista de cálcio (6,4%) e anti-inflamatória (5,3%). As 33 moléculas foram submetidas a análises in silico usando as plataformas SwissADME, ProTox II, SwissTargetPrediction e TargetNet. Onze possíveis alvos foram identificados, sendo os mais frequentes cinases (51,5%), proteases (36,4%) e receptores acoplados a proteínas G (30,3%). Todas as 33 moléculas foram classificadas como tendo alta absorção intestinal, e a maioria (69,2%) foi classificada como moderadamente solúvel. Vinte compostos (61,5%) foram descritos como incapazes de atravessar a barreira hematoencefálica, e 10 (30,6%) parecem não interagir com enzimas da família do citocromo P450. O potencial de 11 DHPMs em inibir e erradicar biofilmes de Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa foi avaliado por meio do ensaio com cristal violeta, usando concentrações variando de 1 μg/mL a 1024 μg/mL. Os compostos DB32, DB39 e PJ09 mostraram significativa inibição e erradicação dos biofilmes para ambas bactérias testadas. O composto DB32 inibiu 94% da formação de biofilme de S. aureus a 1 μg/mL e 30% do biofilme de P. aeruginosa a 64 μg/mL, além de erradicar aproximadamente 30% do biofilme de P. aeruginosa a 512 μg/mL. O composto DB39 erradicou mais de 40% do biofilme de S. aureus em todas as concentrações testadas, com 63% de erradicação a 2 μg/mL. O omposto PJ09 inibiu até 30% da formação de biofilme de P. aeruginosa a 8 μg/mL sem afetar o crescimento bacteriano e erradicou aproximadamente 30% do biofilme de P. aeruginosa a 256 μg/mL. Os três compostos com melhor atividade contra biofilmes, DB32, DB39 e PJ09, tiveram suas interações com potenciais alvos analisadas por meio de docking molecular. Usando a plataforma SwissDock, as 3 moléculas foram acopladas às proteínas YmcA e LicT, previamente identificadas em busca guiada por farmacóforo. Na proteína YmcA, os dois compostos do grupo DB se ligam no mesmo sítio, enquanto o composto PJ09 se liga em um sítio diferente. Na proteína LicT, os três compostos se ligam em sítios distintos. O estudo também explorou o impacto desses compostos na produção de piocianina, atividade proteolítica, , e sensibilidade ao estresse oxidativo, em P. aeruginosa. Os compostos DB32 e DB39 inibiram a produção de piocianina em 65% e 32%, respectivamente, enquanto o PJ09 a estimulou. Nenhum dos compostos testados teve efeito significativo sobre a atividade proteolítica ou estresse oxidativo. Para avaliar a toxicidade dos 3 compostos, foi realizado um ensaio de toxicidade aguda usando o modelo de C. elegans, indicando que DB32, DB39 e PJ09 não foram tóxicos. Os resultados destacam o potencial das DHPMs como novos agentes antibiofilme, justificando investigações adicionais sobre sua eficácia contra outros microrganismos e otimização para uso terapêutico.