Pequenas moléculas antivirais chamadas moduladores de montagem mostram atividade terapêutica contra o câncer

Pequenas moléculas antivirais chamadas moduladores de montagem mostram atividade terapêutica contra o câncer

Num estudo recente publicado em bioRxiv *Os pesquisadores do servidor examinaram a eficácia terapêutica anticancerígena de duas pequenas moléculas estruturalmente não relacionadas, PAV-617 e PAV-951.

Lernen: Modulatoren der Assemblierung kleiner Moleküle mit therapeutischer Wirksamkeit bei Krebserkrankungen. Bildnachweis: Fusebulb/Shutterstock

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, destinados a orientar a prática clínica/comportamento relacionado à saúde ou tratados como informações estabelecidas.

fundo

Em experiências de cultura de células, o PAV-617 e o PAV-951 mostraram actividade inibitória contra o vírus da varíola dos macacos (MPXV) e o vírus da imunodeficiência humana (HIV). Javier e Butel (2008) observaram semelhanças na forma como os vírus e as células cancerígenas interagem com um hospedeiro saudável; Por exemplo, ambos usam a seleção natural como uma arma poderosa para superar as defesas do hospedeiro. A diferença é que, embora os vírus co-evoluam com o hospedeiro ou desenvolvam mutações de resistência, os cancros apenas utilizam estas últimas em resposta à pressão selectiva dos tratamentos.

Além disso, os pesquisadores mostraram que sete vírus eram diretamente oncogênicos. Exemplos incluem vírus Epstein-Barr (EBV), vírus da hepatite B e C (HBV/HCV) e vírus linfotrópico T humano 1 (HTLV-1). O'Shea (2005) sugeriu que o estudo de vírus poderia facilitar a descoberta de novos tratamentos contra o câncer, identificando alvos celulares que impulsionam a tumorigênese. Mais tarde, Müller-Schiffmann et al. desenvolveram uma abordagem pouco convencional para a descoberta de medicamentos antivirais, identificando locais alostéricos do hospedeiro importantes para a homeostase que foram reaproveitados pela infecção viral. Os compostos de sucesso identificados desta forma foram referidos como moduladores de montagem. Eles também validaram esses compostos moduladores contra o vírus vivo em culturas de células de diversas famílias de vírus, Retroviridae, Orthomyxoviradae e Poxviridae, para citar alguns.

Sobre o estudo

Uma vez que tanto os vírus como o cancro conduzem ao desvio da homeostase, os investigadores do presente estudo procuraram determinar se os moduladores de montagem previamente identificados têm actividade terapêutica anticancerígena, a fim de propor um novo método para o desenvolvimento de terapêutica contra o cancro. Eles usaram um sistema de síntese e montagem de proteínas livres de células (CFPSA) para rastrear uma biblioteca de cerca de 150.000 pequenas moléculas semelhantes a medicamentos que bloquearam a montagem de capsídeos virais sem inibir a síntese de proteínas do hospedeiro. Além disso, eles estabeleceram uma contra-tela relevante para o câncer e a aplicaram a compostos moduladores de montagem previamente identificados. Eles também conduziram estudos de triagem in vivo e estudos de validação in vitro.

Resultados do estudo

Descobriu-se que PAV-617 e PAV-951, dois compostos moduladores de montagem antiviral seleccionados num novo rastreio pela sua capacidade de interromper significativamente a proliferação, são citotóxicos para uma variedade de linhas celulares neoplásicas que representam cancros raros e comuns. No início da otimização do medicamento, esses compostos mostraram o mesmo efeito que o medicamento comercial contra o câncer gemcitabina, embora em doses 10 e 60 vezes mais baixas, inibindo o crescimento de um tumor A549 em camundongos imunodeficientes.

Experimentos de cromatografia de afinidade com resina medicamentosa (DRAC) e fotocruzamento mostraram que o PAV-617 e o PAV-951 interagiram com proteínas que formaram complexos multiproteicos dinâmicos. Estes resultados sugerem um estudo de modelo de doença da patogênese no qual complexos multiproteicos transitórios anteriormente negligenciados desempenharam um papel importante na dinâmica que liga a proliferação celular à apoptose.

Em particular, os autores identificaram KAP1/TRIM28 como um alvo comum de PAV-617 e PAV-951 em espectrometria de massa (MS) e Western blotting. Experimentos de reticulação mostraram que o KAP1 estava presente em um complexo alvo do PAV-617 sob condições nativas, mas foi perdido após a desnaturação. Pode ter sido um componente distal do complexo multiproteico alvo PAV-617. Para PAV-951, os dados sugerem que uma porção de KAP1 pode estar diretamente ligada ao composto, sugerindo a presença de mais de uma cópia de KAP1 por complexo multiproteico.

Estudos anteriores demonstraram o envolvimento do KAP1 em uma série de interações e funções proteína-proteína. Por exemplo, desempenhou um papel crucial na ativação transcricional do HIV e no desenvolvimento de células T. Funções adicionais do KAP1 incluíram reparo de danos ao ácido desoxirribonucléico (DNA), co-repressão transcricional de genes e modificações pós-traducionais.

Os pesquisadores descobriram que o PAV-617 e o PAV-951 têm como alvo seletivo as subfrações do KAP1 celular. A depleção cruzada, na qual o fluxo da resina PAV-617 foi aplicado a uma nova resina PAV-951, demonstrou que a subfração de ligação a PAV 617 de KAP1 deve ser distinguível da subfração de ligação a PAV-951 de KAP1, uma vez que a depleção de um não resultou no esgotamento completo do outro. Estes resultados para PAV-617 e PAV-951 espelharam aqueles obtidos para PAV-104, um modulador estruturalmente não relacionado com atividade antiviral pan-respiratória.

Conclusões

A primeira triagem da montagem do capsídeo CFPSA identificou novos alvos relevantes para vírus e câncer. O desenvolvimento adicional da relação estrutura-atividade (SAR) do PAV-617 e do PAV-951 poderia ajudar ainda mais a determinar se os alvos antivirais e anticancerígenos são idênticos ou não.

Embora os compostos moduladores de montagem sejam estruturalmente distintos, eles mostraram poucas propriedades comuns, incluindo direcionamento de complexos multiproteicos, seletividade para uma pequena fração da quantidade total de uma determinada proteína em uma célula e mecanismos de ação alostéricos. Além disso, mostraram atividade notável contra uma ampla categoria de patógenos (por exemplo, família pan-vírus e pan-câncer), semelhante aos medicamentos existentes. Além disso, estes compostos pareciam resistir ao desenvolvimento de resistência. Estudos adicionais devem esclarecer se a resistência à mutação também se aplica ao subgrupo anticâncer de moduladores de montagem.

Medicamentos anticâncer eficazes foram desenvolvidos com base em vários mecanismos e ferramentas genéticas moleculares; No entanto, ninguém tentou tratar o câncer modulando a montagem de proteínas. Isto torna o trabalho com PAV-617 e PAV-951 arriscado e gratificante. A toxicidade animal do PAV-617 e do PAV-951 foi superior ao que seria ideal para o seu uso clínico; No entanto, eles eram comparáveis ​​aos medicamentos contra o câncer existentes. Como o PAV-617 e o PAV-951 são compostos iniciais, uma otimização adicional provavelmente resultará em análogos químicos com toxicidade significativamente reduzida e maior potência.

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, destinados a orientar a prática clínica/comportamento relacionado à saúde ou tratados como informações estabelecidas.

Referência:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Anuradha F. Lingappa, Olayemi Akintunde, Connie Ewald et al. (2022). Modulatoren der Assemblierung kleiner Moleküle mit therapeutischer Wirksamkeit bei Krebserkrankungen. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.28.509937 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.28.509937v1

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