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

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorZimmer, Karine Rigonpt_BR
dc.contributor.advisor-coBiajolo , Marla Narciso Godoipt_BR
dc.contributor.advisor-coLigabue-Braun, Rodrigopt_BR
dc.contributor.authorRamos, Victória Souzapt_BR
dc.contributor.departmentPrograma de Pós-Graduação em Biociênciaspt_BR
dc.date.accessioned2025-04-03T17:20:19Z
dc.date.available2025-04-03T17:20:19Z
dc.date.date-insert2025-04-03
dc.date.issued2024-09-30
dc.descriptionDissertação (Mestrado)-Programa de Pós-Graduação em Biociências, Fundação Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre.pt_BR
dc.description.abstractBiofilmes 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.pt_BR
dc.description.abstract-enBiofilms significantly contribute to bacterial pathogenesis due to their ability to resist both antibiotics and immune responses, presenting a significant obstacle in treating infections. Dihydropyrimidinones (DHPMs), synthesized through the Biginelli reaction, exhibit a wide range of pharmacological properties, including antibacterial effects. This research examined through in silico, in vitro, and in vivo evaluations the potential of DHPM compounds to counteract bacterial virulence. The chemical structures of 33 DHPMs were analyzed on the SciFinder platform, yielding 171 articles that discussed 24 microorganisms and detailed 14 biological activities. The most frequently cited activities were antimicrobial (40.3%), antitumor (21%), calcium antagonist (6.4%), and anti-inflammatory (5.3%). The 33 molecules were analyzed in silico using the SwissADME, ProTox II, SwissTargetPrediction, and TargetNet platforms. Eleven potential targets were identified, with kinases (51.5%), proteases (36.4%), and G protein-coupled receptors (30.3%) being the most common. All 33 molecules were found to have high intestinal absorption, and most (69.2%) were moderately soluble. Twenty compounds (61.5%) were noted as incapable of crossing the blood-brain barrier, and 10 (30.6%) appeared not to interact with cytochrome P450 enzymes. The efficacy of 11 DHPMs in inhibiting and eliminating biofilms of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa was assessed via crystal violet assay, with concentrations ranging from 1 μg/mL to 1024 μg/mL. The compounds DB32, DB39, and PJ09 demonstrated significant inhibition and eradication of biofilms for both bacterial strains. DB32 inhibited 94% of S. aureus biofilm formation at 1 μg/mL and 30% of P. aeruginosa biofilm at 64 μg/mL, also eradicating about 30% of P. aeruginosa biofilm at 512 μg/mL. DB39 eradicated over 40% of S. aureus biofilm at all concentrations tested, with a 63% eradication rate at 2 μg/mL. PJ09 inhibited up to 30% of P. aeruginosa biofilm formation at 8 μg/mL without affecting bacterial growth and eradicated approximately 30% of P. aeruginosa biofilm at 256 μg/mL. The interactions of the three most effective compounds—DB32, DB39, and PJ09—with potential targets were analyzed through molecular docking. Using the SwissDock platform, the molecules were docked to YmcA and LicT proteins, previously identified via pharmacophore-guided search. In the YmcA protein, the DB group compounds bind at the same site, while PJ09 binds at a different site. In the LicT protein, the three compounds bind at distinct sites. The study also evaluated the impact of these compounds on pyocyanin production, measured by spectrophotometer at 695 nm, proteolytic activity, assessed through casein hydrolysis on agar plates, and oxidative stress sensitivity, evaluated by growth inhibition in TSA plates with 3% hydrogen peroxide from P. aeruginosa. DB32 and DB39 inhibited pyocyanin production by 65% and 32%, respectively, whereas PJ09 increased it. None of the compounds significantly affected proteolytic activity or oxidative stress. To determine toxicity, an acute toxicity assay using the C. elegans model was performed, showing that DB32, DB39, and PJ09 were not toxic. The results underscore the potential of DHPMs as novel antibiofilm agents, warranting further research into their effectiveness against other microorganisms and optimization for therapeutic applications.en
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufcspa.edu.br/handle/123456789/3262
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.relation.requiresTEXTO - Adobe Readerpt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/
dc.subjectBiofilmespt_BR
dc.subjectCaenorhabditis eleganspt_BR
dc.subjectDihidropirimidinonaspt_BR
dc.subjectPseudomonas aeruginosapt_BR
dc.subjectStaphylococcus aureuspt_BR
dc.subject[en] Biofilmsen
dc.subject[en] Caenorhabditis elegansen
dc.subject[en] Dihydropyrimidinoneen
dc.subject[en] Pseudomonas aeruginosaen
dc.subject[en] Staphylococcus aureusen
dc.titleAvaliação do potencial antivirulência de compostos da classe das dihidropirimidinonas: análises in silico, in vitro e no modelo in vivo de Caenorhabditis eleganspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
[DISSERTAÇÃO] Ramos, Victória Souza (P).pdf
Tamanho:
2.56 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Texto Parcial
Baixar
Coleções
PPGBIO - Dissertações