Estudo da intera??o molecular da Nitazoxanida por meio de uma abordagem prote?mica e efeitos sobre danos teciduais.

Programa de P?s-Gradua??o em Biotecnologia. N?cleo de Pesquisas em Ci?ncias Biol?gicas, Pr?-Reitoria de Pesquisa de P?s Gradua??o, Universidade Federal de Ouro Preto.A Nitazoxanida (NTZ) ? um antiparasit?rio de amplo espectro de a??o utilizado no tratamento de infec??es intestinais ocasionados por helmintos, protozo?rios e gastroenterites virais causadas por Rotav?rus e Norov?rus. Al?m disso, estudos demonstraram que a NTZ apresenta atividades antibacterianas, anti-inflamat?rias, antivirais e antitumorais. O amplo espectro de atividade est? relacionado tanto a NTZ, quanto ao seu metab?lito ativo Tizoxanida (TIZ). No entanto, alguns efeitos colaterais podem ser observados ap?s ingest?o desse f?rmaco. Poucos estudos foram realizados com o objetivo de investigar as intera??es da NTZ com prote?nas de mam?feros e o seu efeito em c?lulas normais, tendo em vista seu efeito antiproliferativo em c?lulas tumorais. Diante disso, no presente trabalho, a TIZ foi imobilizada em Sepharose 4B e submetida a liga??o com homogenatos de enc?falo, rim, f?gado e intestino de ratos Wistar, com o objetivo de isolar e identificar prote?nas que interagem de forma espec?fica com a TIZ. Al?m disso, foi avaliado o efeito antiproliferativo da NTZ em c?lulas normais, por meio de ensaio de repara??o tecidual em camundongos Swiss. Por meio da espectrometria de massas foram identificadas 60 enzimas com crit?rios de elevada estring?ncia, que podem ter suas atividades alteradas pela NTZ. A modelagem molecular realizada com a NTZ, TIZ e as enzimas Glutathione S-transferase P1 (GSTP1), Glutathione S-transferase M2 (GSTM2), NAD(P)H dehydrogenase [quinone] 1 (NQO1), Fumarylacetoacetase (FAH) e Hydroxysteroid (17-beta) dehydrogenase 10 (17?-HSD10), permitiu a proposi??o do s?tio de liga??o dessas enzimas que justificam uma inibi??o competitiva pela NTZ/TIZ. A modelagem com Protein disulfideisomerase (PDI), permitiu a proposi??o de uma inibi??o na PDI humana pela TIZ, por meio do impedimento de estabiliza??o da sua conforma??o no estado reduzido. Esses resultados colocam a GSTP1, GSTM2, NQO1 e PDI como poss?veis alvos dos efeitos antitumorais que foram demonstrados para NTZ, uma vez que estas enzimas s?o essenciais para manuten??o das c?lulas tumorais; a FAH como poss?vel alvo de efeitos colaterais em fun??o do ac?mulo do seu metab?lito t?xico; e a 17?-HSD10 como poss?vel alvo de novas alternativas para o tratamento do Alzheimer, devido ao poss?vel envolvimento dessa enzima no desenvolvimento da doen?a. Al?m disso, nossos estudos de repara??o tecidual em camundongos tratados com NTZ 10-3M, NTZ 10-5M e NTZ 10-6M, demonstraram macroscopicamente que n?o houve um efeito modificador da prolifera??o tecidual que limitasse o fechamento das ?reas das feridas, e que microscopicamente o grupo NTZ 10-3M apresentou feridas num grau de maturidade mais avan?ado, compat?vel com o est?gio proliferativo do processo cicatricial em compara??o ao grupo controle. Os resultados desse trabalho corroboram com os mecanismos dos efeitos antitumorais descritos para esse f?rmaco, interpretam as intera??es moleculares para auxiliar no desenvolvimento de novas estruturas e sugerem a possibilidade de aplica??o no tratamento da doen?a de Alzheimer.Nitazoxanide (NTZ) is a broad-spectrum antiparasitic used to treat intestinal infections caused by helminths, protozoa, and viral gastroenteritis occasioned by Rotavirus and Norovirus. Besides, studies have demonstrated that NTZ exhibits antibacterial, antiinflammatory, antiviral, and antitumor activities. The broad spectrum of activity is related to both NTZ and its active metabolite Tizoxanide (TIZ). However, some side effects may be observed after ingestion of this drug. Few studies have been conducted to investigate the interactions of NTZ with mammalian proteins and their effect on normal cells concerning their antiproliferative effect on tumor cells. Therefore, in the present study, TIZ was immobilized on Sepharose 4B and bonded with the brain, kidney, liver and intestine homogenates of Wistar rats, to isolate and identify proteins that interact specifically with TIZ. In addition, the antiproliferative effect of NTZ on normal cells was evaluated by tissue repair assay in Swiss mice. Through mass spectrometry, 60 enzymes with high stringency criteria were identified, which may have their activities altered by NTZ. Molecular modeling performed with NTZ, TIZ, Glutathione S-transferase P1 (GSTP1), Glutathione S-transferase M2 (GSTM2), NAD(P)H dehydrogenase [quinone] 1 (NQO1), Fumarylacetoacetase (FAH) and Hydroxysteroid (17-beta) dehydrogenase 10 (17?-HSD10) enzymes, allowed the proposition of the binding site of these molecules that justify a competitive inhibition by NTZ/TIZ. Protein disulfide-isomerase (PDI) modeling allowed the proposition of inhibition in human PDI by TIZ, by preventing the stabilization of its conformation in the reduced state. These results place GSTP1, GSTM2, NQO1, and PDI as possible targets of the antitumor effects that have been demonstrated for NTZ, since these enzymes are essential for tumor cell maintenance; FAH as a possible target of side effects due to the accumulation of its toxic metabolite; and 17?-HSD10 as a possible target for new alternatives for Alzheimer's treatment, due to the possible involvement of this enzyme in the development of the disease. Also, our tissue repair studies in NTZ 10-3M, NTZ 10-5M, NTZ 10-6M treated mice, macroscopically demonstrated that there was no tissue proliferation modifying effect limiting wound closure, and microscopically the NTZ 10-3M group presented wounds at a more advanced maturity level, compatible with the proliferative stage of the healing process compared to the control group. This work?s results corroborate with the mechanisms of antitumor effects described for this drug, they interpret the molecular interactions to assist in the development of new structures and suggest the possibility of application in the treatment of Alzheimer?s disease