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Previous issue date: 2017-12-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Paracoccidioidomycosis (PCM) is the cause of several deaths from systemic mycoses. The etiological agents of PCM belong to the genus Paracoccidioides spp., restricted to the regions of Latin America. The infection is acquired by inhaling conidia that primarily settle in the lungs, and can spread to other organs. The treatment of PCM is commonly performed with administration of antifungals such as amphotericin B, itraconazole and co-trimoxazole. The toxicity and side effects of antifungals, added over the long treatment time, has stimulated research for new bioactive compounds. Thus, with the objective of to identify the anti- Paracoccidioides spp. of compounds derived from chalcones and nitrogen heterocycles and to identify the molecular targets and mode of action of argentilactone and RRF-128 in P. brasiliensis were used methodologies such as shape-based virtual screening, minimum inhibitory and fungicidal concentration, cytotoxicity in fibroblast cells, interactions between antifungal, proteomic and chemoproteomics. After the virtual screening, 33 chalcones were proposed as anti-Paracoccidioides molecules, being this activity confirmed by biological assays. Among the compounds, eight aryl and heteroaryl chalcones had selectivity index considered attractive, highlighting Labmol-75 with selectivity index of 64.4 in P. lutzii and 32.2 in P. brasiliensis. In addition, Labmol-75 showed additive interaction with amphotericin B and co-trimoxazole. In relation to nitrogen heterocycles, of the 22 tested compounds, RRF-128 was the most important. RRF-128 showed to inhibit the growth of P. brasiliensis in low concentrations, selectivity index of 64.10, interacting synergistically with itraconazole. In addition, the proteomic analyzes of P. brasiliensis in the presence of the compound provided evidence that the energy metabolism of the fungus is induced to produce acetyl-CoA and that the synthesis of membrane sterols is impaired. In relation to argentilactone, 331 proteins were identified as ligands to this compound in the chemoproteomics assay and after being functionally classified, it was observed that the most representative functional classes are related to amino acid metabolism, energetic and detoxification. The inhibition of the enzymatic activity of malate dehydrogenase, citrate synthase and pyruvate dehydrogenase by argentilactone was confirmed. In addition, argentilactone induced the production of reactive oxygen species, and inhibited chitin and glucan synthesis and arrest of the cell cycle in the G0/G1 phase. From these results, it can be concluded that the compounds Labmol-75, RRF- 128 and argentilactone showed to be promising antifungal agents. / Paracoccidioidomicose (PCM) é a causa de várias mortes por micoses sistêmicas. Os agentes etiológicos da PCM pertencem ao gênero Paracoccidioides spp., restritos às regiões da América Latina. A infecção é adquirida por inalação de conídios que primariamente se instalam nos pulmões, podendo disseminar para outros órgãos. O tratamento da PCM é comumente realizado com a administração de antifúngicos como anfotericina B, itraconazol e co-trimoxazol. A toxidade e efeitos colaterais dos antifúngicos, adicionado ao longo tempo de tratamento, têm impulsionado pesquisas por novos compostos bioativos. Assim, com objetivo de identificar a atividade anti-Paracoccidioides spp. de compostos derivados de chalconas e heterociclos nitrogenados e identificar os alvos moleculares e modo de ação de argentilactona e RRF-128 em P. brasiliensis foram empregadas metodologias como rastreio virtual shape-based, concentração inibitória e fungicida mínima, citotoxicidade em células de fibroblastos, interações entre antifúngicos, proteômica e quimioproteômica. Após o rastreio virtual, 33 chalconas foram propostas como moléculas anti-Paracoccidioides, sendo esta atividade confirmada pelos ensaios biológicos. Dentre os compostos, oito aril e heteroaril chalconas tiveram índices de seletividades considerados promissores, destacando-se Labmol-75 com índice de seletividade de 64,4 em P. lutzii e 32,2 em P. brasiliensis. Além disso, Labmol-75 apresentou interação aditiva com anfotericina B e co-trimoxazol. Dos 22 compostos heterociclos nitrogenados, o RRF-128 apresentou resultados promissor. RRF-128 foi capaz de inibir o crescimento de P. brasiliensis em baixas concentrações e apresentou índice de seletividade de 64,10. Além disso, RRF-128 interagiu de forma sinérgica com itraconazol. As análises proteômicas de P. brasiliensis na presença de RRF-128 forneceram evidências de que o metabolismo energético do fungo é direcionado para produção de acetil-CoA e que a síntese de esteróis de membrana está comprometida. Quanto à argentilactona, 331 proteínas foram identificadas como ligantes a este composto utilizando abordagem quimioproteômica e após serem classificadas funcionalmente, observou-se que as classes funcionais mais representativas são relacionadas ao metabolismo de aminoácidos, energético e detoxificação. A inibição da atividade enzimática de malato desidrogenase, citrato sintase e piruvato desidrogenase por argentilactona foi confirmada. Além disso, argentilactona induziu a produção de espécies reativas de oxigênio, inibiu síntese de quitina e glicana, bem como o aprisionamento do ciclo celular na fase G0/G1. A partir destes resultados, conclui-se que os compostos Labmol-75, RRF-128 e argentilactona são promissores antifúngicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8048 |
| Date | 01 December 2017 |
| Creators | Silva, Lívia do Carmo |
| Contributors | Pereira, Maristela, Pereira, Maristela, Soares, Célia Maria de Almeida, Bastos, Izabela Marques Dourado, Charneau, Sébastien Oliver, Neves, Bruno Junior |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecular, UFG, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas - ICB (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7015780075895009588, 600, 600, 600, 600, -3872772117827373404, -5518144268585252051, 2075167498588264571 |
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