Identificação de novos fármacos para Neisseria gonorrhoeae através de uma estratégia de reposicionamento in silico

Abstract

A gonorreia, causada pelo agente etiológico Neisseria gonorrhoeae, é a segunda infeção sexualmente transmissível mais notificada na Europa. Em 2016, registraram-se aproximadamente 87 milhões de infeções em todo o mundo. Desde a introdução do primeiro antibiótico contra a gonorreia, a sulfanilamida em 1935, praticamente todas as abordagens terapêuticas desenvolvidas foram sucessivamente abandonadas devido à emergência de estirpes de N. gonorrhoeae resistentes. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o tratamento atual recomendado para a gonorreia consiste no uso de ceftriaxona ou cefixima em monoterapia ou em terapia dupla com azitromicina. No entanto, a emergência de estirpes com suscetibilidade reduzida às cefalosporinas de 3ª geração, aliada à ausência de novos antimicrobianos eficazes, tem motivado a utilização da terapia combinada destes antibióticos com a azitromicina. Em 2017, a OMS divulgou uma lista de bactérias resistentes aos antibióticos que devem ter prioridade no que toca à pesquisa, descoberta e desenvolvimento de novas opções terapêuticas. N. gonorrhoeae foi considerada como “prioridade 2: alta”. Assim, urge desenvolver novas estratégias que permitam identificar novos fármacos que possam ser utilizados no tratamento destas infeções de uma forma mais rápida e menos dispendiosa relativamente ao processo clássico de desenvolvimento de novos medicamentos. Nesta Dissertação, utilizou-se uma estratégia de reposicionamento in silico para identificar fármacos que atuem ao nível do metabolismo energético e dos transportadores de membrana em N. gonorrhoeae. No final da análise in silico, obteve-se um total de 100 alvos preditivos em N. gonorrhoeae associados a 681 fármacos. Após a aplicação de critérios seletivos, escolheram-se 11 fármacos para avaliação da sua atividade in vitro contra um conjunto de estirpes de N. gonorrhoeae. Os fármacos acetazolamida, atovaquone, dequalinio, doxorrubicina, amlodipina e clomipramina apresentaram os resultados mais promissores e deverão ser explorados em estudos futuros como potenciais antimicrobianos, ou adjuvantes de antibióticos atualmente utilizados contra N. gonorrhoeae.

Gonorrhea, caused by the etiological agent Neisseria gonorrhoeae, is the second most notified Sexually Transmitted Infection in Europe. In 2016, there were approximately 87 million cases described worldwide. Since the introduction of the first antibiotic against gonorrhea, sulfanilamide in 1935, almost every therapeutic approach developed since then were successively abandoned due to the emergence of N. gonorrhoeae resistant strains. According to the World Health Organization (WHO), the current recommended treatment for gonorrhea consists of ceftriaxone or cefixime in single therapy or in dual therapy with azithromycin. However, the emergence of strains with decreased susceptibility to 3rd generation cephalosporins, associated with the absence of new effective antimicrobials, has motivated the use of dual therapy regimen. In 2017, the WHO published a list of antibiotic-resistant bacteria whose research, discovery and development of new therapeutics should be prioritized. N. gonorrhoeae was considered as "priority 2: high". Therefore, it is urgent to develop new strategies that identify new drugs that can be used in the treatment of these infections in a way that saves time and money when compared to the conventional drug discovery process. In this Dissertation, an in silico drug repurposing strategy was used to identify drugs that target energy metabolism and membrane transporters of N. gonorrhoeae. At the end of the in silico analysis, a total of 100 predicted targets, associated with 681 drugs, were found in N. gonorrhoeae. Using selective criteria, 11 drugs were chosen for in vitro activity evaluation against a panel of N. gonorrhoeae strains. The drugs acetazolamide, atovaquone, dequalinium, doxorubicin, amlodipine and clomipramine presented promising results and should be further explored in future studies, as potential antimicrobials, or as adjuvants of currently used antibiotics against N. gonorrhoeae.