Pesquisadores usam bioluminescência para encontrar potenciais medicamentos contra leishmaniose

Estudo realizado na Unicamp e na Universidade de York altera geneticamente parasitas para que brilhem, permitindo o rastreamento de moléculas capazes de combatê-los

Daniel Rangel | Agência FAPESP * – Pesquisadores identificaram e validaram um inibidor promissor que atinge uma proteína essencial para a sobrevivência da Leishmania, parasita causador das leishmanioses, dentro das células humanas. O uso de engenharia genética, acoplando enzimas bioluminescentes à proteína do organismo, permite avaliar a capacidade dos compostos de atingir o alvo no invasor sem afetar o hospedeiro humano, acelerando a busca por novos medicamentos contra a doença.

A investigação foi conduzida em uma parceria dos centros de Química Medicinal (CQMED) e de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) com o York Biomedical Research Institute da Universidade de York (Reino Unido). O CQMED é uma unidade de pesquisa da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii) e conta com apoio da FAPESP por meio do programa Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs).

Artigo sobre a pesquisa, apoiada pela FAPESP (processos 13/50724-5, 16/21171-6, 24/16466-3 e 18/09475-5) e publicada no periódico ACS Infectious Diseases, detalha o desenvolvimento da metodologia e a identificação de um composto ativo contra o parasita Leishmania mexicana.

A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada causada por protozoários do gênero Leishmania que se replicam dentro dos macrófagos, células de defesa do hospedeiro mamífero. A forma mais grave, a leishmaniose visceral, apresenta taxa de mortalidade próxima de 90% se não for tratada. As opções terapêuticas atuais são limitadas e apresentam sérios inconvenientes, incluindo toxicidade severa, alto custo, desafios logísticos de administração em ambientes de poucos recursos e o crescente problema da resistência aos fármacos.

“Desenvolver medicamentos para doenças tropicais apresenta desafios inerentes, especialmente porque os compostos precisam superar múltiplas barreiras celulares e reter sua eficácia dentro do nicho intracelular ácido do parasita [amastigota], que é o estágio clinicamente relevante”, explica Priscila Zonzini Ramos, pesquisadora do CQMED e uma das autoras do trabalho.

Para superar essas barreiras, a equipe do CQMED desenvolveu um ensaio baseado em transferência de energia por ressonância de bioluminescência (BRET, na sigla em inglês), que permite avaliar se as moléculas encontram o alvo dentro das células. A ferramenta possibilita confirmar, em tempo real, se um composto se liga ao seu alvo molecular dentro das células vivas do parasita, garantindo que a atividade antiparasitária observada seja realmente devida ao alvo pretendido, e não aos efeitos colaterais das moléculas testadas.

O grupo conseguiu adaptar essa técnica, já utilizada para proteínas humanas, para a Leishmania, criando parasitas geneticamente modificados que expressavam a proteína-alvo fundida a uma enzima emissora de luz, chamada genericamente de luciferase.

Utilizando a ferramenta BRET, os pesquisadores testaram uma biblioteca de inibidores de quinases humanas (grupo de enzimas responsáveis por regular processos importantes do organismo, como divisão, proliferação e diferenciação celular) e descobriram que o composto WZ8040, originalmente desenvolvido para combater o câncer, demonstrou ser um potente ligante da quinase LmxCLK1 da Leishmania.

A quinase LmxCLK1, juntamente com a LmxCLK2, é essencial para a regulação do ciclo celular e para a reprodução do parasita. Evidências genéticas e farmacológicas já haviam indicado que a inibição simultânea dessas duas enzimas é letal para a Leishmania.

“Esses resultados reforçam o potencial da CLK1 como uma quinase importante para servir de alvo de medicamentos contra a Leishmania”, destaca Carolina Moura Costa Catta-Preta, primeira autora do artigo e atualmente pesquisadora no National Institute of Allergy and Infectious Diseases, nos Estados Unidos.

Além disso, o inibidor WZ8040 mostrou toxicidade mínima para os macrófagos hospedeiros, mesmo em concentrações 50 vezes superiores à dose eficaz contra os parasitas.

Os pesquisadores concluíram que o WZ8040 é um “ponto de partida químico valioso” para otimizações futuras. O ensaio baseado em BRET desenvolvido pela equipe fornece uma estrutura robusta para acelerar a descoberta de novas moléculas anti-Leishmania, permitindo que a progressão dos compostos seja avaliada diretamente em parasitas vivos. Ressalvam, porém, que trabalhos futuros são necessários para avaliar a estabilidade metabólica e as limitações farmacocinéticas do WZ8040 antes que possa avançar como um candidato clínico direto.

O artigo Discovery and characterization of cell-permeable inhibitors of Leishmania mexicana CLK1 using an in-cell target engagement assay pode ser lido em: pubs.acs.org/doi/10.1021/acsinfecdis.5c00610.

* Daniel Rangel é bolsista de jornalismo científico da FAPESP vinculado ao INCT Centro de Química Medicinal de Acesso Aberto.