Alvos Moleculares e Celulares Emergentes na TERAPIA ANTIVIRAL

Transcrição

1 Ana Silva Mariana Costa Pedro Melo Mestrado em Bioquímica / 2. º Semestre 2012 FARMACOLOGIA MOLECULAR E CELULAR Alvos Moleculares e Celulares Emergentes na TERAPIA ANTIVIRAL

2 I. INTRODUÇÃO

3 Vírus Entidades Acelulares Classificação de Bartimore (tipo de material genético) Parasitas Intracelulares obrigatórios Originam patologias diversas DNA ou RNA Cápside proteica Presença ou ausência de invólucro lipídico

4 Introdução Vacinação Terapia antiviral Antigenic Shift Novos alvos antivirais HPV agentes antivirais Antigenic Drift Pequenas Mutações HCV RSV 19 - HIV Influenza 110 vírus capazes de Infecção Patológica! 2 Propriedades Chave Nova Estirpe Ebola HIV

5 II. DESENVOLVIMENTO

6 1. VÍRUS DO PAPILOMA HUMANO (HPV) - DNA de HPV de elevado risco: Presente em 99,7% dos casos de carcinoma do colo do útero; - Associado a lesões do colo uterino; - Responsável por um largo espectro de patologias anogenitais em Homens e Mulheres. Teste de Papanicolau posibvo para carcinoma do colo do útero - Segundo cancro com maior prevalência entre as mulheres a nível mundial; Papilomatose respiratória recorrente Verrugas genitais Figuras 2 e 3 Lesões associadas a infecção por HPV Figura 4 Distribuição e incidência do carcinoma do colo do útero novos casos anuais

7 1.1 ESTRUTURA E CICLO DE REPLICAÇÃO HPV: Família Papoviridae / dsdna Oncoproteins Major capsid protein DNA helicase Viral DNA replicabon Minor capsid protein Genome amplificabon Cellular proliferabon Genome amplificabon InteracBon with cytoeskeleton/kerabn TranscripBonal control Tethering of viral episome Viral DNA replicabon Figura 5 Ciclo de replicação do vírus do papiloma humano e sua organização genómica. Adaptado de Lazarczyk et al., 2009.

8 1.1 ESTRUTURA E CICLO DE REPLICAÇÃO HPV: Família Papoviridae / dsdna 7. Virião maduro com capacidade de iniciar nova infecção 6. Expressão de proteínas L1 e L2 (cápside) 5. Replicação prolíﬁca do vírus. 3. Genoma manudo como epissomas Figura 6 Ligação do virião a HSPGs da membrana basal expostos após micro- abrasão. Adaptado de Schiller et al., Síntese de baixos níveis de DNA viral (50 a 100 cópias epissomais) 1. Viriões de HPV 2. Interacções infectam células proteoglicanos epiteliais da (HSPGs) L1 camada basal Figura 5 Ciclo de replicação do vírus do papiloma humano e sua organização genómica. Adaptado de Lazarczyk et al., 2009.

9 1.1 ESTRUTURA E CICLO DE REPLICAÇÃO EPISSOMAS Dependem de factores expressos na fase S Infectam queraunócitos basais pós- mitóucos diferenciados Figura 7 Mecanismo de acção do vírus HPV E6 inacuva o p53 e E7 inacuva o supressor Rb. MAIOR DESAFIO DO HPV

10 1.2 TERAPIA ACTUAL o Vacinação: Gardasil e Cervarix o Terapias de ablação/excisão o Agentes citotóxicos (podofilotoxina e TCA) o Imunomoduladores (Imiquimod) o Polyphenon E o Cidofovir Figura 8 Podophyllum peltatum e estrutura química da podofilotoxina por esta produzida. Figura 9 Estrutura química do fármaco Cidovofir. Figura 10 Vacinas profilácucas disponíveis actualmente contra infecções por HPV.

11 1.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES A. Proteínas E1 e E2 - Ácido BifenilsulfonacéBco - Inandionas e repaglinida - Ligação ao ATP por impedimentos alostéricos. - replicação viral por ligação ao domínio TAD (E2) Figura 11 Representação esquemáuca das proteínas virais E1 e E2 essenciais à replicação viral. Adaptado de Abramo e Aschambault, 2011 Figura 12 Estrutura e IC50 dos inibidores da interacção E2- E1 - Inandiona e repaglinida. Adaptado de Abramo e Aschambault, 2011 Figura 12 Representação esquemáuca da fase inicial da replicação viral do HPV. Adaptado de Abramo e Aschambault, 2011

12 1.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES B. Interacção BRD4- E BRD4 E2 Brd4 Ligação à E2 Fixação do epissoma ao fuso mitóuco ReparUção equitauva do genoma viral Brd4 E2 CROMOSSOMA MITÓTICO JQ1 - INIBIDOR COMPETITIVO DO BRD4 GENOMA HPV Figura 12 Estrutura do complexo E2- Brd4. Adaptado de Abbate et al., DESVIA O BRD4 DA CROMATINA

13 1.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES C. Interacção E6:E6- AP E6:E6- AP Ligase de ubiquiuna Degradação proteoliuca do p53 RITA (ReacCvaCon of p53 and induccon of tumor cell apoptosis) PREVINE A INTERAÇÃO ENTRE O COMPLEXO E6:E6- AP E O P53 REACTIVAR A FUNÇÃO DO P53 PROLIFERAÇÃO CELULAR APOPTOSE

14 1.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES D. Protecção do p53 pela degradação mediada por E6. Proteases do HIV Inibem o proteossoma Fármacos que inibam esta função Afectar a capacidade da E6 viral do HPV de medear a degradação proteossomal do p53 Lopinavir ANTI- PROTEASE RETROVIRAL ESTABILIZAÇÃO DO P53 APOPTOSE de células infectadas por HPV FÁRMACO PROMISSOR A CURTO PRAZO

15 Vírus da Hepatite C 3% da população mundial Cirrose Hepática Carcinoma Hepatocelular Modo de transmissão Flaviviridae 6 subtipos Envelope ssrna (+) N-Terminal : E1 e E2 Interação com a membrana C-Terminal :NS2 e NS5

16 Ciclo de Vida Interação com proteinas E1 e E2 Novas particulas virais Transmissão directa célula-a-célula Endocitose mediana por clatrina endossomas primários Uncoating Tradução e processamento no ribossoma Replicação do genoma viral

17 Terapia Actual Suprime a infeção Ribavirina e IFN-α peguilado Citocina Potência antiviral aumentada Propriedades melhoradas Genótipos 1 e 2 80% Genótipos 3 e 4 Interrupção do Tratamento % 10% Anemia Fadiga Mialgia Desordem Psiquica Genótipo 1 Inibidores de protease de Serina NS3-4A Baixa Barreira de Resistência

18 Alvos e Terapias Emergentes v Melhoramento do tratamento actual Análogos de Ribavirina Análogos de Interferon v Impedir contacto com a célula hospedeira Interferência com glicoproteinas (altamente conservados) Mimetizar o dominio extracelular do CD81; anticorpos anti-cd81 SR-BI ApoE CLND1 v Impedir a acidificação lisossomal v Impedir a montagem da cápside (dimerização)

19 Alvos e Terapias Emergentes v DAA Direct-acting Antiviral Agents Inibidores da Protease de Serina NS3/NS4a Inibidores da Ciclifilina Combinação de DAA Alvos em diferentes fases do ciclo Inibidores da Polimerase NS5B (nucleotídicos ou não-nucleotídicos) Inibidores da NS5a Desenvolvimento de vacina profiláctica!!!

20 3. VÍRUS SINCICIAL RESPIRATÓRIO (RSV) - Prinicipal causa de doenças do tracto respiratório inferior em crianças, idosos e indivíduos imunodeficientes; - Isolado em 1955 a parur de um chimpazé de cauveiro Origem humana. - Manifestações da doença: Variam desde febre a bronquiolite e pneumonia. Figura x Vírus Sincicial Respiratório (RSV) Figura x Manifestações clínicas da infecção por RSV bronquiolite e pneumonia. Figura Figura x CaracterísUcas x Raio X de uma histopatológicas criança infectada da inflamação bronquiolar. pelo vírus RSV.

21 3.1 ESTRUTURA E CICLO DE REPLICAÇÃO RSV: Família Paramyxoviridae / ssrna (- ) Via de transmissão: Secreções respiratórias infectadas 2 subbpos anbgénicos A e B Replicação: Nasofaringe Camada superficial do epitélio respiratório 2. Expressão / replicação do genoma viral - CITOPLASMA 1. Fusão: Proteína G - GAG s 7. Montagem do virião 6. RevesUmento pela proteína N 3. Transição entre a transcrição e replicação 4. Replicação viral (3 ) de RNA viral Figura x Proteínas codificadas pelo vírus RSV e respecuva função desempenhada. Adaptado de Collins e Melero., Formação anbgenoma (+) Figura x Estrutura do virião de RSV. Adaptado de Empey et al., 2010

22 3.2 TERAPIA ACTUAL o Palivizumab: AnUcorpo monoclonal Alvo: Glicoproteína F PREVINE A PROPAGAÇÃO DO VÍRUS PARA VIAS RESPIRATÓRIAS INFERIORES o Ribavirina: Análogo nucleosídico (- ) Inosina monofosfato desidrogenase (IMPDH) ELEVADOS CUSTOS E TOXICIDADE DEPLEÇÃO DO GTP INTRACELULAR INIBIÇÃO DA REPLICAÇÃO VIRAL Figura x Modo de actuação Figura x Modo dos anucorpos de actuação monoclonais da ribavirina em e infecções estrutura virais da mesma por RSV. (análogo Adaptado de guanosina) de Marasco e Sui, 2007

23 3.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES A. Alvos virais - Moléculas inibidoras PROTEÍNA F - sirna TMC Infecção / Inﬂamação pulmonar Figura x Estrutura do inibidor TMC e sua Interacção do com as subunidades HR1 e HR2 da proteína F do vírus RSV. Adaptado de Roymans et al., 2009 Figura x Estrutura promenorizada da proteína F do vírus RSV. Adaptado de Empey et al., 2010

24 3.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES A. Alvos virais - Moléculas inibidoras PROTEÍNA F - sirna ALN- RSV01 Alvo: mrna proteína N Fase II de ensaios clínicos em Humanos Figura x Estrutura do ALN- RSV01 dsrna sintéuco. Adaptado de DeVincenzo et al., 2010 Fase II de ensaios clínicos em Humanos Alvo: Proteína N RSV- 604 Figura x Estrutura química da benzodiazepina RSV Benzodiazepina oral Figura x RSV604 inibe a replicação do vírus RSV. Adaptado de Chapman et al., 2007.

25 3.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES B. Alvos no hospedeiro Pressões de seleção ESTIRPES VIRAIS RESISTENTES (Ex: Palivizumab) (1) LIGAÇÃO E ENTRADA DO VÍRUS Glicosaminoglicanos (Hospedeiro) Proteínas F e G (RSV) ESTABILIZA A INIBIÇÃO DESTE RECEPTOR REDUZIU A INFECÇÃO POR RSV (2) MONTAGEM E BUDDING Nucleolina DO RSV (3) ALVOS ADICIONAIS Figura x Co- localização do RSV e da nucleolina à superficie celular. Adaptado de Tayyari, et al., 2011

26 3.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES B. Alvos no hospedeiro Pressões de seleção ESTIRPES VIRAIS RESISTENTES (Ex: Palivizumab) (1) LIGAÇÃO E ENTRADA DO VÍRUS Colesterol (2) MONTAGEM E BUDDING DO RSV (3) ALVOS ADICIONAIS SinvastaDna INIBE HMG- CoA reductase RSV ESTIMULA

27 3.3 ALVOS E TERAPIAS EMERGENTES B. Alvos no hospedeiro Pressões de seleção ESTIRPES VIRAIS RESISTENTES (Ex: Palivizumab) (1) LIGAÇÃO E ENTRADA DO VÍRUS RSV TLR- 4 - Factores de transcrição - Moléculas sinalizadoras (2) MONTAGEM E BUDDING DO RSV p38- MAPK INIBE SB (3) ALVOS ADICIONAIS INIBIÇÃO SIGNIFICATIVA DA REPLICAÇÃO VIRAL: - Necessária à internalização do vírus RSV

28 Vírus Influenza TipoA Tipo B Tipo C Identificação da Estirpe Hemaglutinina Neuraminidase 2009 H1N1 H1-9 N1-16 Famosa Gripe A Genoma 8 segmentos (-) ssrna

29 Ciclo de Replicação / Terapia Actual Libertação de vrnp Amantadina Rimantadina Transcrição e Replicação do Genoma Favipiravir Ribavirina Viramidine Libertação de novos Viriões Oseltamivir Zanamivir

30 Alvos e Terapias Emergentes Adesão Replicação e Transcrição Vias antivirais do hospedeiro Transcrição Dependente de primers Cap snatching OAS/ RNase dsrna Ácido Siálico FluDase Degradação Sialidase (MO) + Domínio de Ancoragem Epitelial vpoll NS1 BnAb αha1/2/3/5/7/9/10 Replicação Independente de primers Acção da NP responsável pela mudança CPSF30 Processamento mrna hospedeiro

31 Alvos e Terapias Emergentes Factores do Hospedeiro vatpase Proteína vacúolar Acidificação do endossoma Dyphilin Proteossoma Degradação M1 Libertação vrnp s Bl1 Bortezumib HSP90 Uptake endossoma Importe nuclear vrnp s 17-AAG β-actina Budding viral Citocalasina B Necessários estudos cuidadosos

32 Vírus Ébola Flaviviridae ssrna(-) 5 sub-tipos Febre hemorrágica Primeiros sintomas altamente inespecíficos Transmissão por fluídos corporais 7 genes 10 proteinas maduras Morte por choque hemorrágico Ciclo de vida permanece desconhecido Terapia Actual Me de fluídos Repor volume de fluídos Antipiréticos Alívio da dor Anticoagulantes

33 Vírus Ébola Ébola IFN - I Desregulação Resposta Imunitária Macrófago Células Dendríticas Libertação aberrante de citocinas Sobre-estimulação do sistema Morte Celular Activação Mínima Parca estimulação MHC Ineficiência citocinas específicas para linfócitos T

34 Alvos e Terapias Emergentes v Modelar a resposta imunitária Desbloqueio das vias de indução de IFN-I v Impedir contacto com a célula hospedeira Anticorpos anti-glicoproteinas virais Monnose-Binding Lectin (MBL) Impede contacto vírus receptor Ativa sistema Imune Inato Conjugar v Impedir tradução RNA viral Vacina : ativa sistema imune adaptativo Impedimentos estereoquímicos v Impedir a fusão da membrana endossomal com o envelope viral Moléculas que se intercalam na estrutura lipidica da membrana Inibição de NPC1 e complexo HOPS

35 HIV SIDA 2,7 milhões de novas infecções 2 milhões de mortos anuais Tropismo Células T CD4 + CCR5 CXCR4 gp160 Maturação (RE) gp120 gp41

36 Terapia actual HAART (Highly Active Antiretroviral Treatment) Inibidores da Protease viral Doença Crónica Tratável Saquinavir Ritonavir Indinavir Nelfinavir Lopinavir Atazanavir Tipranavir Fosamprenavir Darunavir Inibidores da Transcriptase Nucleosídicos ou Nucleotídicos Zidovudine Didanosine Zalcitabine Stavudine Lamivudine Abacavir Emtricitabine Tenofovir Apricitabine Inibidores da Transcriptase não Nucleosídicos Nevirapine Delaviridine Efavirenz Etravirine Rilpivirine Eliminação Total Impossível Resistência Latência

37 Alvos e Terapias Emergentes Entrada Interacção gp120-cd4 Bloqueio do CD4 Ibalizumab/TNX-355 Ligação gp120-co-receptor Antagonistas competitivos CCR5 PSC-RANTES Maraviroc PRO-140 Gp41 e fusão membranar Bloqueio da gp41 Enfuvirtide Proteínas acessórias do vírus APOBEC3G Citidina desaminase Hipermutação Vif RN-18 G>A

38 Alvos e Terapias Emergentes MA CA Maturação Gag Clivagem sequencial NC p6 Novo paradigma Locais de clivagem Bevirimat LIM Cinases Entrada/Saída Viriões Manipulação do Citoesqueleto Polimerização de Actina P-Cofilina LIMK Receptores dos Canabinóides Elevada expressão CB 2 R Células T CD4 + CB 2 R / CXCR4 G i Partilha da subunidade α i Dessendisbilização Dimerização Modulação alostérica Clivagem domínio CA gp120 Agonistas CB 2 R

39 Conclusão Vacinação Terapia Actual Alvos no Hospedeiro Séc XIX 1940 s Actualidade Alvos Estáveis Menos susceptíveis a Mutação Risco Associado A ponta do Iceberg Varíola Herpes simplex Epstein-Barr Hepatite B Etc Pontos de partida Resistência Novas Estirpes Ensaios Clínicos Novos Alvos Antivirais

40 Obrigado pela atenção