Prospecção farmacológica da ação analgésica do canabidiol através de docking molecular: interações com o canal de sódio dependente de voltagem Nav1.7
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i3.40292Palavras-chave:
Canabidiol; Analgésico; Modelagem de drogas; Canal de sódio dependente de voltagem Nav1.7.Resumo
Objetivo: analisar a interação do canabidiol (CBD) com Nav1.7 e comparar com a carbamazepina (CBZ) através de docking molecular. Metodologia: trata-se de uma pesquisa quantitativa e experimental, do tipo in silico, que utilizou como substâncias testes, o CBD (CID: 644019) e a carbamazepina (CID: 2554, bloqueador controle), anticonvulsivante padrão utilizado na dor crônica, sobre o canal Nav1.7 (PDB: 6N4I), como proteína alvo. Os experimentos de docking molecular foram obtidos usando o portal online Dockthor®, analisados e visualizados pelo UCSF Chimera®. Os resultados das simulações do CBD e da CBZ foram estabelecidos em ordem de maior afinidade com a proteína canal. As afinidades foram comparadas utilizando teste “t” de Student no programa GraphPad Prism®, onde valores de p < 0,05 foram considerados significantes. Resultados: foram realizadas 1.000,000 avaliações das possíveis interações do CDB e CBZ no Nav1.7, destas as três melhores, com menor energia de ligação (kcal/mol) ou melhor afinidade, foram selecionadas. O CBD e CBZ apresentaram afinidade de - 8,61 ± 0,008 e - 8,47 ± 0,27 kcal/mol, respectivamente. Comparando-se esses valores, notou-se que não houve diferença estatística significante (p = 0,31), o que se reflete posicionamentos similares de cada um no canal e também possível potência terapêutica. O CBD fez uma ligação de hidrogênio com o resíduo THR180 com uma distância de 1,86 Å. Conclusões: o canabidiol se liga ao Nav1.7, sendo capaz de bloqueá-lo. Estes dados fundamentam o uso clínico do canabidiol como analgésico pela via inibitória neuronal.
Referências
Bankar, G., Goodchild, S. J., et al. (2018). Selective NaV1.7 Antagonists with Long Residence Time Show Improved Efficacy against Inflammatory and Neuropathic Pain. Cell Reports, 24(12), 3133–3145. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.08.063
Carlini, E. A. (2006). A história da maconha no Brasil. Jornal Brasileiro de Psiquiatria, 55(4), 314-317.
Casey, S. L., Atwal, N., & Vaughan, C. W. (2017). Cannabis constituent synergy in a mouse neuropathic pain model. Pain, 158(12), 2452–2460. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000001051
Catterall, W. A. (2012). Voltage-gated sodium channels at 60: structure, function and pathophysiology. The Journal of Physiology, 590(11), 2577-89. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2011.224204
De Petrocellis, L., Ligresti, A., Moriello, A. S., Allarà, M., Bisogno, T., Petrosino, S., Stott, C. G., & Di Marzo, V. (2011). Effects of cannabinoids and cannabinoid-enriched cannabis extracts on TRP channels and endocannabinoid metabolic enzymes. British Journal of Pharmacology, 163(7), 1479–1494. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2010.01166.x
Devinsky, O., Cross, J. H., & Wright, S. (2017a). Trial of Cannabidiol for Drug-Resistant Seizures in the Dravet Syndrome. The New England Journal of Medicine, 377(7), 699–700. https://doi.org/10.1056/NEJMc1708349
Devinsky, O., Cross, J. H., Laux, L., Marsh, E., Miller, I., Nabbout, R., Scheffer, I. E., Thiele, E. A., & Wright, S. (2017b). Trial of Cannabidiol for Drug-Resistant Seizures in the Dravet Syndrome. The New England Journal of Medicine, 376(21), 2011–2020. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1611618
Devinsky, O., Marsh, E., Friedman, D., Thiele, E., Laux, L., Sullivan, J., Miller, I., Flamini, R., Wilfong, A., Filloux, F., Wong, M., Tilton, N., Bruno, P., Bluvstein, J., Hedlund, J., Kamens, R., Maclean, J., Nangia, S., Singhal, N. S., Wilson, C. A., … Cilio, M. R. (2016). Cannabidiol in patients with treatment-resistant epilepsy: an open-label interventional trial. The Lancet. Neurology, 15(3), 270–278. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(15)00379-8
Dib-Hajj, S. D., Cummins, T. R., Black, J. A., & Waxman, S. G. (2007). From genes to pain: Na v 1.7 and human pain disorders. Trends in Neurosciences, 30(11), 555–563. https://doi.org/10.1016/j.tins.2007.08.004
Dib-Hajj, S. D., Cummins, T. R., Black, J. A., & Waxman, S. G. (2010). Sodium channels in normal and pathological pain. Annual Review of Neuroscience, 33, 325–347. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-060909-153234
Dravet, C. (2011). The core Dravet syndrome phenotype. Epilepsia 52:3–9.
Du, G., Qu, X., Hu, J., Zhang, Y., & Cai, Y. (2022). Identification of Taohong Siwu Decoction in Treating Chronic Glomerulonephritis Using Network Pharmacology and Molecular Docking. Natural Product Communications, 17(11), 1-12.
Eddy, C. M., Rickards, H. E., & Cavanna, A. E. (2011). The cognitive impact of antiepileptic drugs. Therapeutic Advances in Neurological Disorders, 4(6), 385–407. https://doi.org/10.1177/1756285611417920
Emery, E. C., Luiz, A. P., & Wood, J. N. (2016). Nav1.7 and other voltage-gated sodium channels as drug targets for pain relief. Expert Opinion on Therapeutic targets, 20(8), 975–983. https://doi.org/10.1517/14728222.2016.1162295
Forsythe, I., Butler, R., Berg, I., & McGuire, R. (1991). Cognitive impairment in new cases of epilepsy randomly assigned to carbamazepine, phenytoin and sodium valproate. Developmental Medicine and Child Neurology, 33(6), 524–534. https://doi.org/10.1111/j.1469-8749.1991.tb14917.x
Ghovanloo, M. R., Choudhury, K., Bandaru, T. S., Fouda, M. A., Rayani, K., Rusinova, R., Phaterpekar, T., Nelkenbrecher, K., Watkins, A. R., Poburko, D., Thewalt, J., Andersen, O. S., Delemotte, L., Goodchild, S. J., & Ruben, P. C. (2021). Cannabidiol inhibits the skeletal muscle Nav1.4 by blocking its pore and by altering membrane elasticity. The Journal of General Physiology, 153(5), e202012701. https://doi.org/10.1085/jgp.202012701
Ghovanloo, M. R., Shuart, N. G., Mezeyova, J., Dean, R. A., Ruben, P. C., & Goodchild, S. J. (2018). Inhibitory effects of cannabidiol on voltage-dependent sodium currents. The Journal of Biological Chemistry, 293(43), 16546–16558. https://doi.org/10.1074/jbc.RA118.004929
Ghovanloo, M. R., & Ruben, P. C. (2020). Say Cheese: Structure of the Cardiac Electrical Engine Is Captured. Trends in Biochemical Sciences, 45(5), 369–371. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2020.02.003
Hill, K. P. (2015). Medical Marijuana for Treatment of Chronic Pain and Other Medical and Psychiatric Problems: A Clinical Review. JAMA, 313(24), 2474–2483. https://doi.org/10.1001/jama.2015.6199
Hudson, R., & Puvanenthirarajah, N. (2018). Cannabis for pain management: Pariah or panacea? University of Western Ontario Medical Journal, 87(1), 58-61.
Kang, H. C., Eun, B. L., Wu Lee, C., Ku Moon, H., Kim, J. S., Wook Kim, D., Soo Lee, J., Young Chae, K., Ho Cha, B., Sook Suh, E., Chae Park, J., Lim, K., Hye Ha, E., Ho Song, D., Dong Kim, H., & Korean Pediatric Topiramate Study Group (2007). The effects on cognitive function and behavioral problems of topiramate compared to carbamazepine as monotherapy for children with benign rolandic epilepsy. Epilepsia, 48(9), 1716–1723. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2007.01160.x
Magalhães, C. S., et al. (2014). A dynamic niching genetic algorithm strategy for docking of highly flexible ligands. Information Sciences, 289;206–24.
Patel, R. R., Barbosa, C., Brustovetsky, T., Brustovetsky, N., & Cummins, T. R. (2016). Aberrant epilepsy-associated mutant Nav1.6 sodium channel activity can be targeted with cannabidiol. Brain, 139(8), 2164–81.
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. Santa Maria, RS: UFSM, NTE.
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/15824
PubChem. National Center for Biotechnology Information. Disponível em: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Romero-Sandoval, E. A., Fincham, J. E., Kolano, A. L., Sharpe, B. N., & Alvarado-Vázquez, P. A. (2018). Cannabis for chronic pain: challenges and considerations. Pharmacotherapy 38:651–662.
Ross, H. R., Napier, I., & Connor, M. (2008). Inhibition of recombinant human T-type calcium channels by Delta9-tetrahydrocannabinol and cannabidiol. The Journal of Biological Chemistry, 283(23), 16124–16134. https://doi.org/10.1074/jbc.M707104200
Sait, L. G., Sula, A., Ghovanloo, M. R., Hollingworth, D., Ruben, P. C., & Wallace, B. A. (2020). Cannabidiol interactions with voltage-gated sodium channels. eLife, 9, e58593. https://doi.org/10.7554/eLife.58593
Shehata, G. A., Bateh, A.el-A., Hamed, S. A., Rageh, T. A., & Elsorogy, Y. B. (2009). Neuropsychological effects of antiepileptic drugs (carbamazepine versus valproate) in adult males with epilepsy. Neuropsychiatric Disease and Treatment, 5, 527–533. https://doi.org/10.2147/ndt.s5903
Skaper, S. D., & Di Marzo, V. (2012). Endocannabinoids in nervous system health and disease: the big picture in a nutshell. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, 367(1607), 3193–3200. https://doi.org/10.1098/rstb.2012.0313
Teixeira, L. R., Silva Júnior, J. J., Vieira, P. H. S., Canto, M. V. G., Figueirêdo, A. G. M., & Silva J. L. V. (2021). Tamoxifen inhibits the anion channel induced by Staphylococcus aureus α-hemolysin: electrophysiological and docking analysis. RSD [Internet], 10(2), e13010212326.
Vitale, R. M., Iannotti, F. A., & Amodeo, P. (2021). The (Poly)Pharmacology of Cannabidiol in Neurological and Neuropsychiatric Disorders: Molecular Mechanisms and Targets. International Journal of Molecular Sciences, 22(9), 4876. https://doi.org/10.3390/ijms22094876
Wesnes, K. A., Edgar, C., Dean, A. D., & Wroe, S. J. (2009). The cognitive and psychomotor effects of remacemide and carbamazepine in newly diagnosed epilepsy. Epilepsy & Behavior: E&B, 14(3), 522-528. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2008.11.012
Witt, J. A., & Helmstaedter, C. (2013). Monitoring the cognitive effects of antiepileptic pharmacotherapy--approaching the individual patient. Epilepsy & behavior: E&B, 26(3), 450–456. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2012.09.015
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Gidelson José da Silva Júnior; Gisele Evelin de Jesus Arruda; Nayara Barbosa Dantas Lira; Neuton Barbosa Dantas Lira; Alessandra Emertice de Almeida Costa; Cintia Yoko Morioka; Joelmir Lucena Veiga da Silva
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.