Curcuminas e seus derivados como potenciais inibidores da principal protease do Novo Coronavírus (COVID-19): uma estratégia in silico

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i1.24334

Palavras-chave:

SARS-CoV-2; 3CLpro; Abordagem de novas ferramentas terapêuticas; Produtos naturais.

Resumo

O surto da doença por coronavírus (COVID-19) causou uma pandemia mundial com poderoso potencial letal e, ainda, segue seu curso sem tratamento especifico. Moléculas bioativas naturais como as curcuminas foram investigadas neste trabalho com o objetivo de bloquear o sítio ativo da protease principal (Mpro) da COVID-19, por apresentarem diversas atividades biológicas, sendo mais adequadas em termos de menos efeitos colaterais, uma vez que esta doença sobrecarrega o sistema imunológico dos pacientes. Por meio deste, a curcumina e vários derivados foram avaliados quanto à sua capacidade de reagir com os receptores da proteína Mpro (PDB: 6LU7). N3, azitromicina (AZT) e baracitinib (BRT) foram avaliados como controles positivos e em possibilidades terapêuticas combinadas com curcuminas. N3, AZT e BRT ligaram-se a diferentes receptores de proteínas, e também foi observado que N3 ligou-se no mesmo local que a hexahidrocurcumina e o glucuronídeo de curcumina ligou-se ao local do AZT e bisdemetoxicurcumina, curcumina, sulfato de curcumina, ciclocurcumina, desmetoxicurcumina e hexa-hidrocurcumina no sitio do BRT. Todas as moléculas analisadas têm campos de interação de alta força. Uma vez que a atividade viral é principalmente intracelular, esses compostos também foram avaliados quanto às suas capacidades hidropáticas. Todas as moléculas foram classificadas e consideradas capazes de invadir as membranas celulares. Esses resultados sugerem que a abordagem terapêutica dos derivados da curcumina associados ao AZT e ao inibidor antiviral N3 é promissora para avaliação futura de seu sinergismo em testes in vitro e in vivo para definir sua viabilidade adicional no tratamento de COVID-19.

Referências

Aboelhadid, S. M., El-Ashram, S., Hassan, K. M., Arafa, W. M., & Darwish, A. B. E. (2019). Hepato-protective effect of curcumin and silymarin against Eimeria stiedae in experimentally infected rabbits. Livestock Science, 221(August 2018), 33–38. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2019.01.011

Alves, D. R., da Rocha, M. N., de Sousa, D. S., Oliveira, I. C. M., Marinho, M. M., de Morais, S. M., & Marinho, E. S. (2021). Virtual Screening of Natural Curcumins and Related Compounds Against SARS-CoV-2. Journal of Computational Biophysics and Chemistry, 20(01), 53–70. https://doi.org/10.1142/S2737416521500046

Biovia, D. S., Berman, H. M., Westbrook, J., Feng, Z., Gilliland, G., Bhat, T. N., & Richmond, T. J. (2000). Dassault Systèmes BIOVIA, Discovery Studio Visualizer. The Journal of Chemical Physics, 17(2).

Cantini, F., Niccoli, L., Matarrese, D., Nicastri, E., Stobbione, P., & Goletti, D. (2020). Baricitinib therapy in COVID-19: A pilot study on safety and clinical impact. Journal of Infection, January. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.04.017

Carey, F. A. (2011). Química orgânica, Vol. 1 (7th ed.). Bookman Editora.

Csizmadia, P. (2019). MarvinSketch and MarvinView: Molecule Applets for the World Wide Web. 1775. https://doi.org/10.3390/ecsoc-3-01775

Fehr, A. R., & Perlman, S. (2015). Coronaviruses: An overview of their replication and pathogenesis. In Coronaviruses: Methods and Protocols (pp. 1–23). Humana Press. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2438-7_1

Fokoue, H. H., Pinheiro, P. S. M., Fraga, C. A. M., & Sant, C. M. R. (2020). Há algo de novo no reconhecimento molecular apliaco à química medicinal? Quim. Nova, 43(1), 78–89. https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170474

Hegyi, A., & Ziebuhr, J. (2002). Conservation of substrate specificities among coronavirus main proteases. Journal of General Virology, 83(3), 595–599. https://doi.org/10.1099/0022-1317-83-3-595

Jin, Z., Du, X., Xu, Y., Deng, Y., Liu, M., Zhao, Y., Zhang, B., Li, X., Zhang, L., Duan, Y., Yu, J., Wang, L., Yang, K., Liu, F., You, T., Liu, X. X., Yang, X., Bai, F., Liu, H., … Yang, H. (2020). Structure-based drug design, virtual screening and high-throughput screening rapidly identify antiviral leads targeting COVID-19. BioRxiv, 2020.02.26.964882. https://doi.org/10.1101/2020.02.26.964882

Liu, X., Zhang, B., Jin, Z., Yang, H., & Rao, Z. (2020). The crystal structure of COVID-19 main protease in complex with an inhibitor N3. PDB Release, 119(February), 17–20. https://doi.org/10.2210/PDB6LU7/PDB

Mathew, D., & Hsu, W.-L. (2018). Antiviral potential of curcumin. Journal of Functional Foods, 40, 692–699. https://doi.org/10.1016/j.jff.2017.12.017

Mesel-Lemoine, M., Millet, J., Vidalain, P.-O., Law, H., Vabret, A., Lorin, V., Escriou, N., Albert, M. L., Nal, B., & Tangy, F. (2012). A Human Coronavirus Responsible for the Common Cold Massively Kills Dendritic Cells but Not Monocytes. Journal of Virology, 86(14), 7577–7587. https://doi.org/10.1128/jvi.00269-12

Moghadamtousi, S. Z., Kadir, H. A., Hassandarvish, P., Tajik, H., Abubakar, S., & Zandi, K. (2014). A Review on Antibacterial, Antiviral, and Antifungal Activity of Curcumin. BioMed Research International, 1–13. https://doi.org/10.1155/2014/186864

Moriguchi, I., Hirono, S., Liu, Q., Nakagome, I., & Matsushita, Y. (1992). Simple Method of Calculating Octanol/Water Partition Coefficient. CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN, 40(1), 127–130. https://doi.org/10.1248/cpb.40.127

Mouncea, B. C., Cesaroa, T., Carraua, L., Vallet, T., & Vignuzzia, M. (2017). Curcumin inhibits Zika and chikungunya virus infection by inhibiting cell binding. Antiviral Research, 142, 148–157.

Nelson L., David; Cox M., M. (2014). Príncipios de Bioquímica de Lehninger (7th ed.). Artmed.

Pettersen, E. F., Goddard, T. D., Huang, C. C., Couch, G. S., Greenblatt, D. M., Meng, E. C., & Ferrin, T. E. (2004). UCSF Chimera - A visualization system for exploratory research and analysis. Journal of Computational Chemistry, 25(13), 1605–1612. https://doi.org/10.1002/jcc.20084

Pillaiyar, T., Manickam, M., Namasivayam, V., Hayashi, Y., & Jung, S. H. (2016). An overview of severe acute respiratory syndrome-coronavirus (SARS-CoV) 3CL protease inhibitors: Peptidomimetics and small molecule chemotherapy. Journal of Medicinal Chemistry, 59(14), 6595–6628. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5b01461

Ren, Z.-L., Hu, R., Wang, Z.-W., Zhang, M., Ruan, Y.-L., Wu, Z.-Y., Wu, H.-B., Hu, X.-P., Hu, Z.-P., Ren, W., Li, L.-C., Dai, F.-F., Liu, H., & Cai, X. (2020). Epidemiologic and clinical characteristics of heart transplant recipients during the 2019 coronavirus outbreak in Wuhan, China: A descriptive survey report. The Journal of Heart and Lung Transplantation, 39(5), 412–417. https://doi.org/10.1016/j.healun.2020.03.008

Rezaeetalab, F., Mozdourian, M., Amini, M., Javidarabshahi, Z., & Akbari, F. (2020). COVID-19: A New Virus as a Potential Rapidly Spreading in the Worldwide. Journal of Cardio-Thoracic Medicine, 8(1). https://doi.org/10.22038/jctm.2020.46924.1264

Rocha, M. N. da N. da, Alves, D. R. R., Marinho, M. M. M., Morais, S. M. D. M. De, & Marinho, E. S. S. (2021). Virtual screening of citrus flavonoid tangeretin: a promising pharmacological tool for the treatment and prevention of Zika fever and COVID-19. Journal of Computational Biophysics and Chemistry, S2737416521500137. https://doi.org/10.1142/S2737416521500137

Rosa, G., & Ferreira, E. (2020). Therapies used in rheumatology with relevance to coronavirus disease 2019. Clinical and Experimental Rheumatology, 38(2), 370.

Ulrich, H., & Pillat, M. M. (2020). CD147 as a Target for COVID-19 Treatment: Suggested Effects of Azithromycin and Stem Cell Engagement. Stem Cell Reviews and Reports. https://doi.org/10.1007/s12015-020-09976-7

Vareed, S. K., Kakarala, M., Ruffin, M. T., Crowell, J. A., Normolle, D. P., Djuric, Z., & Brenner, D. E. (2008). Pharmacokinetics of curcumin conjugate metabolites in healthy human subjects. Cancer Epidemiology and Prevention Biomarkers, 17(6), 1411–1417. https://doi.org/10.1158/1055-9965

Webb, B., & Sali, A. (2019). Docking Screens for Drug Discovery. In Methods in Molecular Biology (Vol. 2053). Humana. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9752-7

World Health Organization - WHO. (2020). Coronavirus disease (COVID-19) Situation report - 104.

World Health Organization - WHO. (2021). Coronavirus disease (COVID-19) Pandemic.

Wu, F., Zhao, S., Yu, B., Chen, Y. M., Wang, W., Song, Z. G., Hu, Y., Tao, Z. W., Tian, J. H., Pei, Y. Y., Yuan, M. L., Zhang, Y. L., Dai, F. H., Liu, Y., Wang, Q. M., Zheng, J. J., Xu, L., Holmes, E. C., & Zhang, Y. Z. (2020). A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature, 579(7798), 265–269. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2008-3

Zandi, K., Ramedani, E., Mohammadi, K., Tajbakhsh, S., Deilami, I., Rastian, Z., Fouladvand, M., Yousefi, F., & Farshadpour, F. (2010). Evaluation of antiviral activities of curcumin derivatives against HSV-1 in Vero cell line. Natural Product Communications, 5(12), 1935–1938. https://doi.org/10.1177/1934578x1000501220

Zhou, P., Yang, X.-L. Lou, Shi, Z.-L. L., Wang, X. G., Hu, B., Zhang, L., Zhang, W., Si, H. R., Zhu, Y., Li, B., Huang, C. L., Chen, H. D., Chen, J., Luo, Y., Guo, H., Jiang, R. Di, Liu, M. Q., Chen, Y., Shen, X. R., & Shi, Z.-L. L. (2020). A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579(7798), 270–273. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2012-7

Downloads

Publicado

02/01/2022

Como Citar

ALVES, D. R. .; ROCHA, M. N. da .; PASSOS, C. C. O. .; MARINHO, M. M. .; MARINHO, E. S. .; MORAIS, S. M. de . Curcuminas e seus derivados como potenciais inibidores da principal protease do Novo Coronavírus (COVID-19): uma estratégia in silico. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 1, p. e6511124334, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i1.24334. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/24334. Acesso em: 23 nov. 2024.

Edição

Seção

Ciências Exatas e da Terra