Descoberta de novos antivirais para Flavivírus a partir de uma abordagem fenotípica
Data
2019-05-30
Autores
Pilger, Denise Regina Bairros De 
Orientadores
Freitas Junior, Lucio Holanda Gondim De
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The Flavivirus genus comprises more than 70 pathogenic viruses with different pathologies and a significant public health impact in different regions of the world, with potential to emerge in non-endemic regions. Dengue virus (DENV), yellow fever (YFV) and Zika (ZIKV) are some of the most important human pathogenic flaviviruses with similar symptoms ranging from mild fever and malaise to hemorrhage, shock and failure of multiple organs. Despite the existence of protective vaccines for both viruses, their use is contraindicated for immunocompromised individuals, pregnant women and children. The only treatment is the mitigation of symptoms associated with diseases, with analgesics, antipyretics and replacement of body fluid. Specific antiviral chemotherapies could reduce the morbidity and mortality associated with these infections. In addition, during an outbreak, a specific drug could be administered at the onset of any symptoms associated with infections. Therefore, there is an urgent need to establish a more objective, sensitive and reproducible biological assay to search new antiviral therapies. Thus, an image-based phenotypic assay was developed and optimized for the screening of three commercial compound libraries (NIH Clinical Collection, National Institute of Health, LOPAC1280, Sigma, and Pathogen Box, MMV) against a panel of viruses of the genus Flavivirus. We highlight the results obtained through: (i) NIH library, from which we identified two compounds against dengue virus serotype 2 with high selectivity (> 10); (ii) LOPAC1280, from which we identified three compounds with promising activity against the yellow fever virus. In addition, the activity spectrum of these compounds was evaluated against other viruses of the same genus, as well as their ability to induce resistance in yellow fever virus, and how they interact with the viral life cycle. (iii) Pathogen Box library was screened in parallel with six different viruses to stablish an activity profile of the compounds. As a result, 133 compounds were selected, some of which have already been described as having antiviral activity, validating the assay as a viable tool for the discovery of candidates with potential antiviral activity. In summary, the methodology described in this work represents an important contribution to the initial processes of antiviral development. With these experiments it was possible to find new potent and effective compounds for YFV, which provides a solid contribution to the early stages of the discovery of new drugs for diseases caused by flavivirus.
O gênero Flavivirus compreende mais de 70 vírus patogênicos de diferentes doenças com impacto significativo na saúde pública em diferentes regiões do mundo. O vírus da dengue (DENV), da febre amarela(YFV) e do Zika (ZIKV) são alguns dos flavivírus patogênicos humanos mais importantes, com sintomas semelhantes que variam de febre leve e mal-estar, até hemorragia, choque e falência múltipla de órgãos. Apesar da existência de vacinas protetoras para DENV e YFV, seu uso é contraindicado para indivíduos imunocomprometidos, mulheres grávidas e crianças, e a única opção é o tratamento de suporte dos sintomas associados às doenças, com uso de analgésicos, antipiréticos e reposição de fluído corporal. Quimioterapias antivirais específicas poderiam reduzir a morbidade e a mortalidade associadas a essas infecções. Além disso, durante um surto, uma droga poderia ser administrada no início de quaisquer sintomas associados às infecções. Portanto, existe a necessidade do estabelecimento de um ensaio biológico mais objetivo, sensível e reprodutível para a busca de novas terapias antivirais. Dessa forma, um ensaio fenotípico baseado em imagem foi desenvolvido e otimizado, para a triagem de três bibliotecas de compostos comerciais (NIH Clinical Collection, National Institute of Health; LOPAC1280, Sigma; e Pathogen Box, MMV) contra um painel de vírus do gênero Flavivirus (todos os sorotipos do vírus da Dengue, vírus da Febre Amarela e Zika). Destacam-se os resultados obtidos através: (i) da biblioteca NIH, da qual foram identificados dois compostos contra o sorotipo 2 do vírus da dengue com seletividade alta (> 10); (ii) da biblioteca LOPAC1280, da qual foram identificados três compostos com atividade promissora contra o vírus da febre amarela. Além disso, esses compostos foram avaliados quanto ao espectro de atividade contra outros vírus do mesmo gênero, quanto a capacidade de induzir resistência em vírus da febre amarela, e quanto ao estágio do ciclo de vida do vírus estão atuando; e (iii) da biblioteca Pathogen Box, que foi triada em paralelo com seis vírus diferentes para traçar um perfil de atividade dos compostos contra representantes. Como resultado, 133 compostos foram selecionados, dos quais alguns já foram descritos como tendo atividade antiviral, validando o ensaio desenvolvido como uma ferramenta viável para a descoberta de candidatos com potencial atividade antiviral. Em resumo, a metodologia descrita nesse trabalho representa uma importante contribuição para os processos iniciais de desenvolvimento de antivirais. Com os ensaios realizados foi possível encontrar novos compostos potentes e eficazes para YFV, que representam uma sólida contribuição para as fases iniciais da descoberta de novos fármacos para doenças causadas por flavivírus.
O gênero Flavivirus compreende mais de 70 vírus patogênicos de diferentes doenças com impacto significativo na saúde pública em diferentes regiões do mundo. O vírus da dengue (DENV), da febre amarela(YFV) e do Zika (ZIKV) são alguns dos flavivírus patogênicos humanos mais importantes, com sintomas semelhantes que variam de febre leve e mal-estar, até hemorragia, choque e falência múltipla de órgãos. Apesar da existência de vacinas protetoras para DENV e YFV, seu uso é contraindicado para indivíduos imunocomprometidos, mulheres grávidas e crianças, e a única opção é o tratamento de suporte dos sintomas associados às doenças, com uso de analgésicos, antipiréticos e reposição de fluído corporal. Quimioterapias antivirais específicas poderiam reduzir a morbidade e a mortalidade associadas a essas infecções. Além disso, durante um surto, uma droga poderia ser administrada no início de quaisquer sintomas associados às infecções. Portanto, existe a necessidade do estabelecimento de um ensaio biológico mais objetivo, sensível e reprodutível para a busca de novas terapias antivirais. Dessa forma, um ensaio fenotípico baseado em imagem foi desenvolvido e otimizado, para a triagem de três bibliotecas de compostos comerciais (NIH Clinical Collection, National Institute of Health; LOPAC1280, Sigma; e Pathogen Box, MMV) contra um painel de vírus do gênero Flavivirus (todos os sorotipos do vírus da Dengue, vírus da Febre Amarela e Zika). Destacam-se os resultados obtidos através: (i) da biblioteca NIH, da qual foram identificados dois compostos contra o sorotipo 2 do vírus da dengue com seletividade alta (> 10); (ii) da biblioteca LOPAC1280, da qual foram identificados três compostos com atividade promissora contra o vírus da febre amarela. Além disso, esses compostos foram avaliados quanto ao espectro de atividade contra outros vírus do mesmo gênero, quanto a capacidade de induzir resistência em vírus da febre amarela, e quanto ao estágio do ciclo de vida do vírus estão atuando; e (iii) da biblioteca Pathogen Box, que foi triada em paralelo com seis vírus diferentes para traçar um perfil de atividade dos compostos contra representantes. Como resultado, 133 compostos foram selecionados, dos quais alguns já foram descritos como tendo atividade antiviral, validando o ensaio desenvolvido como uma ferramenta viável para a descoberta de candidatos com potencial atividade antiviral. Em resumo, a metodologia descrita nesse trabalho representa uma importante contribuição para os processos iniciais de desenvolvimento de antivirais. Com os ensaios realizados foi possível encontrar novos compostos potentes e eficazes para YFV, que representam uma sólida contribuição para as fases iniciais da descoberta de novos fármacos para doenças causadas por flavivírus.
Descrição
Citação
PILGER, Denise Regina Bairros de. Descoberta de novos antivirais para flavivírus a partir de uma abordagem fenotípica. 2019. 119f. Tese (Doutorado em Microbiologia e Imunologia) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.