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POTENCIALES LIGANDS CON INTERACCIONES EN VIH PROTEASA.

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Objetivo de desarrollo sustentable

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Estructura del VIH

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VIH proteasa

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Planteamiento del problema

El Virus de la Inmunodeficiencia Humana (HIV) afecta principalmente al sistema inmune y si el portador no es tratado, la infección evoluciona hacia el Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida. Dicho virus, junto con la enfermedad, es considerado una epidemia por la gran cantidad de portadores.

Según la Dirección de Vigilancia Epidemiológica de Enfermedades Transmisibles, existe una mayor distribución de contagios de VIH en hombres, ocupando el 81.3% de los casos notificados y aunque en los últimos años el porcentaje de incidencias haya bajado considerablemente, casi un 24% , los datos indican que la tasa de mortalidad el 2019 es de 4.19% , un aumento del 0.37% en comparación a los 3 años anteriores, cuando se había logrado una baja considerable desde 1990.

Si bien existen alternativas como los tratamientos antirretrovirales, es de gran relevancia buscar nuevos tratamientos debido a la farmacorresistencia o bien, la interacción entre el fármaco con la proteína del virus no es tan efectiva.

Por otra parte la VIH proteasa es una enzima indispensable para la correcta replicación del virus del VIH, haciéndola un blanco atractivo para el desarrollo de fármacos que inhiban su función por medio de interacciones electrostáticas. Por tal motivo se realizó un estudio de acoplamiento molecular, en el cual se evalúa la afinidad de fármacos probados y otros ligands en VIH proteasa, los cuales podrían mejorar la situación sanitaria ante la epidemia provocada por el VIH.

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Objetivos

Proponer un ligand que interaccione con la VIH proteasa.
-- Buscar el PDB de la VIH proteasa.
-- Buscar los PDBs de ligands usados para inhibir a la VIH proteasa.
-- Buscar los PDBs de ligands usados para inhibir proteasas virales.
-- Realizar el docking molecular.
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Metodología


  1. Búsqueda de la proteina

  2. -- Se realizó una búsqueda de la VIH proteasa dentro de Protein Data Bank. El código que utilizamos es 4LL3, el cual es la VIH proteasa junto con darunavir.
    La proteina se descargó en formato .pdb para ser limpiada en Chimera 1.15

  3. Limpieza de la proteina

  4. -- Por medio de Chimera 1.15 se realizó la eliminación de ligands, solvente y otras cadenas que fuesen ajenas a la proteina de interés. Esto para evitar problemas en el docking molecular y mejorar la eficacia del método.

  5. Selección de ligands

  6. -- Realizamos una selección de 13 ligands. La mayoría fueron fármacos previamente usados en la VIH proteasa, estos fueron el grupo control. No obstante, seleccionamos otros fármacos cuyo uso ha sido probado en la hepatitis C, específicamente aquellos que atacan a la proteasa. La inclusión de fármacos ya probados y otros con potencial interacción con la VIH proteasa nos permite comparar la eficacia de cada droga y así tener un complejo protein-ligand mucho mejor.
    -- Los ligands se obtuvieron de DrugBank, Zinc y PubChem, todos en un formato SDF.

  7. Docking molecular

  8. -- Realizamos el docking molecular con la proteina 4LL3 ya depurada, y los ligands seleccionados. Para ello es indispensable el uso del programa DockThor, el cual realiza el acoplamiento de forma automática.

Fármacos utilizados

Tabla que muestra los fármacos utlizados, junto a su ID de DrugBank y con qué proteina se han utilizado.

*N-[(2R,3S)-1-((2S)-2-{[(Ciclopentilamino)carbonil]amino}-3-metilbutanoil)-2-(1-formil-1-ciclobutil)pirrolidinl]ciclopropanocarboxamida se abreviará como NCPC para este trabajo.

Fármaco ID Proteina blanco
TMC-310911 DB15623 VIH proteasa
Atazanavir DB01072 VIH proteasa
Ritonavir DB00503 VIH proteasa
Tipranavir DB00932 VIH proteasa
Nelfinavir DB00220 VIH proteasa
Lopinavir DB01601 VIH proteasa
Indinavir DB00224 VIH proteasa
Vaniprevir DB11929 HCV NSP3/4A proteasa
Simeprevir DB06290 HCV NSP3/4A proteasa
NCPC DB07582 HCV NSP3/4A proteasa
Sovaprevir DB12069 HCV NSP3/4A proteasa
Glecaprevir DB13879 HCV NSP3/4A proteasa
L-Methionine (R)-S-oxide DB02235 Proteasa de Bacillus sp.
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Nelfinavir

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Sovaprevir

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TMC-310911



Resultados



Gráfica de puntos con los valores de afinidad de los fármacos utilizados para el docking molecular



Equipo Guaninas

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Dereyda Altamirano Suárez

Colegio de Bachilleres del estado de Oaxaca


"Fue increíble poder participar en esta edición de clubes de ciencia México, adquirí conocimientos previos de programación que no tenía.

Aunque no seas programadora con ayuda de tus instructores y compañeros puedes lograr hacer muchas cosas que me orienta a conocer más sobre la ciencia.

Muchas gracias clubes de ciencia México porque pude conocer a personas que se interesan en la ciencia y comparten sus conocimientos, que están dispuestos ayudarnos y adentrarnos a este mundo de la ciencia."

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Karime Michell Campos Barradas

Instituto Tecnológico Superior de Xalapa


"Me gustó participar de nuevo en una edición más de Clubes de Ciencia México, los instructores nos dieron muchas herramientas en las que podemos emplear en muchas áreas, no sólo en la que vimos en el club.

Vivir la experiencia de trabajar a distancia con los compañeros fue una experiencia muy agradable, en la que pude conocer a muchas otras personas que les apasionan la ciencia tanto como yo. Muchas gracias CdeCMX por la oportunidad, gracias instructores y compañeros por acompañarme en esta edición. "

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Kevin Ivan Flandes Peña

Instituto Tecnológico Superior de Xalapa


"Fue una experiencia increíble en la cual aprendí más de química computacional, pienso que es un área que une a muchos científicos y personas, compartiendo experiencias y apoyándose como un equipo.

Muchas gracias Clubes de Ciencia México, porque gracias a ustedes me reencuentro con la ciencia y mi deseo de querer seguir estudiando por mero gusto.

Además pienso que en esta edición aprendí mucho de lo que soy capaz de lograr, así que estoy agradecido con Clubes, con los instructores de mi club, Claudia Gil, Jesús Valdiviezo y al que considero mi mentor y amigo, Gabriel Fuente."

Instructores Club 16: Computational Biology for Disease Detection and Treatment

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Saraí Morales Ramírez

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

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Gepoliano Dos Santos Chaves

Universidad de Chicago

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Juan Fidel Osuna-Ramos

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

Gracias por su atención y esperamos haya sido de su agrado.

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