QSAR e dinâmica molecular no estudo de sistemas biomoleculares: predição da atividade biológica de antagonistas do receptor sigma-1 e simulações de bicamadas lipídicas

Diferentes abordagens teóricas têm sido utilizadas em estudos de sistemas biomoleculares com o objetivo de contribuir com o tratamento de diversas doenças. Para a dor neuropática, por exemplo, o estudo de compostos que interagem com o receptor sigma-1 (Sig-1R) pode elucidar os principais fatores associados à atividade biológica dos mesmos. Nesse propósito, estudos de Relações Quantitativas Estrutura-Atividade (QSAR) utilizando os métodos de regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS) e Rede Neural Artificial (ANN) foram aplicados a 64 antagonistas do Sig-1R pertencentes à classe de 1-arilpirazóis. Modelos PLS e ANN foram utilizados com o objetivo de descrever comportamentos lineares e não lineares, respectivamente, entre um conjunto de descritores e a atividade biológica dos compostos selecionados. O modelo PLS foi obtido com 51 compostos no conjunto treinamento e 13 compostos no conjunto teste (r² = 0,768, q² = 0,684 e r²teste = 0,785). Testes de leave-N-out, randomização da atividade biológica e detecção de outliers confirmaram a robustez e estabilidade dos modelos e mostraram que os mesmos não foram obtidos por correlações ao acaso. Modelos também foram gerados a partir da Rede Neural Artificial Perceptron de Multicamadas (MLP-ANN), sendo que a arquitetura 6-12-1, treinada com as funções de transferência tansig-tansig, apresentou a melhor resposta para a predição da atividade biológica dos compostos (r²treinamento = 0,891, r²validação = 0,852 e r²teste = 0,793). Outra abordagem foi utilizada para simular o ambiente de membranas sinápticas utilizando bicamadas lipídicas compostas por POPC, DOPE, POPS e colesterol. Os estudos de dinâmica molecular desenvolvidos mostraram que altas concentrações de colesterol induzem redução da área por lipídeo e difusão lateral e aumento na espessura da membrana e nos valores de parâmetro de ordem causados pelo ordenamento das cadeias acil dos fosfolipídeos. As bicamadas lipídicas obtidas podem ser usadas para simular interações entre lipídeos e pequenas moléculas ou proteínas contribuindo para as pesquisas associadas a doenças como Alzheimer e Parkinson. As abordagens usadas nessa tese são essenciais para o desenvolvimento de novas pesquisas em Química Medicinal Computacional.

Efeito da cirurgia bariátrica sobre parâmetros clínicos, laboratoriais e fatores de risco cardiovascular

Introdução - Na prevenção primária das doenças cardiovasculares, a adoção de estilo de vida saudável representa uma das estratégias mais importantes. Entretanto, baixos índices de adesão e o abandono da dieta constituem obstáculo importante ao tratamento. Neste sentido, as intervenções cirúrgicas surgiram como um mecanismo promotor da restrição alimentar e têm ganhado importância não só pelo tratamento da obesidade como também no controle dos fatores de risco cardiovascular e na possível redução da mortalidade. Através de estudos clínicos foi possível observar que estas estratégias cirúrgicas promovem profundas modificações estruturais no trato gastrointestinal gerando aumento da saciedade e da sensibilidade à insulina. Em especial para os pacientes diabéticos, por si só associados a maior risco cardiovascular, as cirurgias bariátricas seriam capazes de promover um efeito muito intenso e agudo sobre os marcadores relacionados ao desenvolvimento da aterosclerose. Um evento muito definido no tempo como uma intervenção cirúrgica pode ser muito útil para o estudo e identificação de mecanismos que ainda não estão completamente estabelecidos no processo aterosclerótico. Objetivos - Analisar o comportamento das variáveis laboratoriais, clínicas e estruturais relacionadas ao desenvolvimento e progressão da aterosclerose em indivíduos diabéticos submetidos à cirurgia bariátrica. Métodos - Foram incluídos vinte voluntários diabéticos refratários ao tratamento clínico e que apresentavam obesidade abdominal. Deste grupo, metade foi aleatoriamente selecionada para realização da cirurgia bariátrica e metade foi mantida em tratamento clínico otimizado. Todos os participantes foram submetidos a exames clínicos e bioquímicos nas mesmas ocasiões, até trinta dias antes da cirurgia, três e vinte e quatro meses após a cirurgia. Nestas ocasiões além do perfil lipídico e da glicemia, determinamos os hormônios incretínicos, adipocinas. A avaliação da quantidade de gordura epicárdica e a presença de esteatose hepática será realizada somente após dois anos de seguimento em conjunto com as demais variáveis,. Foram incluídos também 10 indivíduos saudáveis e com IMC dentro da normalidade, como parte do grupo controle. Estes indivíduos foram submetidos à coleta de sangue em dois momentos para avaliação dos mesmos metabólitos. Resultados - No momento pré-intervenção os indivíduos do grupo cirúrgico e clinico eram diferentes em relação ao IMC, Glicemia e Triglicérides, sendo assim, os resultados obtidos foram ajustados minimizando o impacto destas diferenças. Após o seguimento de 3 meses, o grupo cirúrgico apresentou redução significativa nos valores de peso, IMC (33,4 ± 2,6 vs. 27,4±2,8 kg/m2, p < 0,001), HbA1c (9,26 ± 2,12 vs. 6,18±0,63%, p < 0,001), CT (182,9 ± 45,4 vs. 139,8 ± 13 mg/dl, p < 0,001), HDL (33,1 ± 7,7 vs. 38,4 ± 10,6 mg/dL, p < 0,001), TG (369,5 ± 324,6 vs. 130,8 ± 43,1 mg/dL, p < 0,001), Pro-insulina (12.72±9,11 vs. 1,76±1,14 pM, p < 0,001), RBP-4 (9,85±2,53 vs. 7,3±1,35 ng/ml, p < 0,001) e CCK (84,8±33,2 vs. 79,9 ± 31,1, ng/ml, p < 0,001), houve também aumento significativo nos níveis de HDL-colesterol (33,1 ± 7,7 vs. 38,4 ± 10,6 mg/dL, p < 0,001), Glucagon (7,4 ± 7,9 vs. 10,2±9,7 pg/ml, p < 0,001) e FGF- 19 (74,1 ± 45,8 vs. 237,3 ± 234 pg/ml, p=0,001). Um dado interessante foi que os valores de Pro-insulina, RBP-4, HbA1c e HDL- colesterol no grupo cirúrgico atingiram valores similares àqueles do grupo controle três meses após a intervenção, sendo que o FGF-19 apresentava valor duas vezes maior do que o encontrado no grupo de indivíduos saudáveis (237 ± 234 vs. 98 ± 102,1 pg/ml). O grupo clínico não apresentou variação nas variáveis clinicas, apenas nos valores de glucagon com redução significativa no período pós-intervenção (18,1 ± 20,7 vs. 16,8 ± 18,4 pg/ml, p < 0,001). Conclusão - Concluímos que indivíduos diabéticos descompensados e refratários ao tratamento clínico, quando submetidos à cirurgia bariátrica, apresentam uma alteração profunda do ponto de vista clínico, metabólico e hormonal, em relação ao indivíduos de mesmo perfil mantidos em tratamento clínico otimizado. Esta importante alteração, observada já com três meses após a intervenção, pode representar uma importante redução do risco cardiovascular nestes indivíduos. Individualmente, a notável modificação dos valores de FGF-19 associadas à intervenção devem ser estudadas com maior profundidade para compreensão de seu significado e sua potencial utilidade como marcador ou como um dos protagonistas no mecanismo de prevenção cardiovascular