Estudos de modelagem molecular de lignanas em complexos com ciclooxigenases-1 e 2 - Borges, Alexandre [UNESP] (2016)
Os inibidores seletivos da ciclooxigenase-2 (COX-2), como o rofecoxibe (2) e o celecoxibe (1), formam uma importante classe de medicamentos anti-inflamatórios desenvolvidos a partir da descoberta das duas isoformas das ciclooxigenases (COX-1 e COX-2) na década de 1979. A isoforma 1 esta relacionada com a citoproteção gástrica, agregação plaquetária e função renal e a isoforma 2 relacionada a processos inflamatórios. Estes inibidores seletivos apesar de não apresentarem os efeitos colaterais (ulceras e gastrites) dos anti-inflamatórios não esteroidais (AINEs) clássicos por inibirem apenas a COX-2, apresentam grave risco cardiovascular, o que motivou à retirada do rofecoxibe do mercado. Porém, por ser um eficiente inibidor seletivo da COX-2 a estrutura do rofecoxibe tornou-se referência no estudo de novas substâncias capazes de inibir seletivamente a COX-2. Dentre as ferramentas utilizadas na busca destas novas estruturas está a modelagem molecular através de programas como o GOLD 5.1, que foi utilizado neste trabalho. O uso do GOLD 5.1 possibilitou o estudo do comportamento das estruturas avaliadas em ligação com as ciclooxigenases. O objetivo foi obtenção de estruturas com comportamento semelhante ao rofecoxibe (em relação às COXs) como potenciais candidatos ao desenvolvimento de novos inibidores seletivos para a COX-2. O estudo foi realizado com 480 estruturas modeladas a partir de lignanas naturais como a hinoquinina, cubebina, deoxipodofilotoxina e podofilotoxina, que apresentam atividade anti-inflamatória in vivo ou in vitro, além de semelhanças estruturais com o rofecoxibe. A deoxipodofilotoxina por apresentar seletividade para a COX-2 em ensaio in vitro também foi utilizada como estrutura de referência além do rofecoxibe. Os resultados observados a partir da simulação molecular permitiram concluir que embora tanto o rofecoxibe como a deoxipodofilotoxina (3) inibam seletivamente a COX-2 in vitro, o fazem de modo diferente. Em relação a COX-2 as duas estruturas ocupam a mesma região do sítio ativo, mas o rofecoxibe apresenta interações mais fortes com o bolso hidrofílico desta isoforma (condição necessária para a inibição seletiva para os coxibes). Já para a COX-1 enquanto o rofecoxibe ocupa a porção superior do canal hidrofóbico (sítio ativo) como os demais AINEs, a deoxipodofilotoxina ocupa uma região vizinha. Pelos resultados obtidos é possível sugerir que tanto a maior flexibilidade das estruturas como a presença do anel lactônico, são importantes para um comportamento análogo ao rofecoxibe ou à deoxipodofilotoxina. Com relação à interação com o bolso hidrofílico da COX-2, os resultados sugerem que a presença de grupos aceptores de prótons menos volumosos nas posições C3 e C4, C3’ e C4’ ou C4 levam a resultados melhores que grupos aceptores de maior volume. A presença de grupos doadores de prótons apesar de permitirem forte interação com o bolso hidrofílico da COX-2 leva a resultados globais insatisfatórios, pois formam interações fortes com o resíduo Arg120 do sítio ativo da COX-1, interação considerada importante para a inibição não seletiva. Resultado semelhante à deoxipodofilotoxina foi observado apenas para a estrutura 17. As estruturas 37, 188, 266, 267, 348 e a hinoquinina (4) apresentam resultados semelhantes ao rofecoxibe, para as duas isoformas. Deste modo permite-se sugerir a partir dos resultados obtidos neste estudo que a hinoquinina (4) e as estruturas 17, 37, 188, 266, 267 e 348 apresentam-se como possíveis protótipos de fármacos que atuem como inibidores seletivos para a COX-2.