Validación biofísica y funcional de un inhibidor alostérico de la proteína Akt -like de Trypanosoma cruzi como alternativa terapéutica para la enfermedad de Chagas

RESUMEN: La identificación y caracterización estructural de dianas terapéuticas tienen roles importantes en el desarrollo de fármacos que modulen de forma potente y selectiva sus funciones celulares. La necesidad actual de tratamientos más seguros y eficaces para los pacientes que padecen enfermedades tropicales desatendidas, como la enfermedad de Chagas causada por el parásito Trypanosoma cruzi, ha impulsado la búsqueda y caracterización de nuevos blancos farmacológicos enzimáticos. Los avances en biología celular y molecular han permitido identificar la función y la esencialidad de varias quinasas en los procesos de señalización, convirtiéndolas en candidatas atractivas para los compuestos antiparasitarios. Con el objetivo de desarrollar nuevas estrategias terapéuticas eficaces contra la enfermedad de Chagas, estudiamos la Akt-like de T. cruzi (TcAkt) como potencial diana farmacológica. En este estudio, integramos técnicas de biología molecular, bioquímicas, biofísicas, y computacionales para la caracterización estructural y funcional de la proteína TcAkt y la validación de su interacción con un potencial inhibidor (UBMC-4). Inicialmente, obtuvimos la proteína recombinante TcAkt-6His soluble y activa, al igual que su dominio de homología a pleckstrin (PH), ambas con la calidad necesaria para estudios biofísicos. Posteriormente, mediante el acople de técnicas de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) con simulaciones de Dinámica Molecular generamos información detallada de las propiedades estructurales del dominio PH de la TcAkt y su unión a los ligandos de fosfatidilinositol fosfato (PIP). Con base en estos hallazgos, proponemos un modelo para el mecanismo de acción de la TcAkt que implica la disrupción inducida por los PIP de la interfaz intramolecular entre el dominio quinasa y el dominio PH que resulta en una conformación abierta que permite su activación. De igual forma, estudiamos la interacción de la proteína TcAkt con el compuesto UBMC-4 contrastando resultados generados por Fluorimetría Diferencial de Barrido, Calorimetría de titulación isotérmica y RMN. Nuestros resultados indican que el compuesto UBMC-4 interactúa con la proteína completa, pero no interactúa con el dominio PH amino-terminal aislado presentando una baja afinidad por la proteína, convirtiéndose es un andamiaje para la optimización y desarrollo de nuevos inhibidores específicos de la TcAkt. Nuestro análisis estructural en profundidad de la TcAkt revela sitios potenciales para el desarrollo de nuevos fármacos contra la enfermedad de Chagas, localizados en regiones esenciales para la actividad. Adicionalmente, mediante el uso de herramientas bioinformáticas y bioquímicas, reportamos una nueva quinasa de la familia AGC de Trypanosoma cruzi con un dominio FYVE acoplado a un dominio Pleckstrin con similitud a la TcAkt canónica del parásito. Realizamos su análisis estructural y funcional resaltando sus similitudes y diferencias. Validamos su expresión y establecimos su papel en la viabilidad del parásito utilizando la tecnología CRISPR/Cas9. A través de una red teórica de interacción proteína-proteína, sugerimos su vinculación a la ruta PI3K/Akt/Tor, lo que la convierte en una enzima de gran interés para futuros estudio, ampliando el conocimiento bioquímico y metabólico del parásito.

• Autores: Ortíz Joya, Lesly Johanna
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2024
• Institución: Universidad de Antioquia
• Repositorio: Repositorio UdeA
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/42882
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10495/42882
• Palabra clave: Enfermedad de Chagas; Chagas Disease; Trypanosoma cruzi; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D014349; Dominios Homólogos a Pleckstrina; Pleckstrin Homology Domains; Enfermedad de Chagas - Tratamiento farmacológico; Chagas Disease - Drug therapy; Dominio FYVE; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D014355; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D000070539
• Rights: embargoedAccess
• License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/