A ideia de inibidores irreversíveis aderindo permanentemente a uma proteína alvo tem ganhado cada vez mais atenção para aplicação no desenvolvimento potencial de medicamentos. No entanto, um dos muitos obstáculos é a possibilidade de mutações em proteínas tornarem medicamentos que de outra forma seriam eficazes, farmacologicamente inativos.



Os inibidores covalentes atuais possuem grupos reativos conhecidos por induzirem uma única reação nas proteínas alvo, desligando-as irreversivelmente. Às vezes, porém, mutações podem ocorrer mais facilmente com aminoácidos específicos, interferindo nessa desativação.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kyoto desenvolveu um novo reagente que demonstra eficácia em proteínas que adquiriram mutações resistentes a medicamentos.

"Na tirosina quinase do tipo Bruton (BTK), um importante alvo de medicamento, uma mutação envolvendo aminoácidos cisteína em serina - chamada C481S - é conhecida, mas ainda não vimos nenhuma para nosso alvo de lisina", comenta Tomonori Tamura do Graduate Escola de engenharia.

“Ainda assim, é significativo que o nosso inibidor irreversível possa pelo menos resolver o problema do C481S”, acrescenta Tamura.

Os inibidores irreversíveis convencionais utilizados na prática clínica reagem apenas com resíduos proteicos de cisteína.

Além disso, a cisteína – a mais reativa entre os 20 aminoácidos – não é abundante nos locais de reação ou de ligação. Este aminoácido pode sofrer mutação em um aminoácido diferente, tornando os inibidores irreversíveis direcionados à cisteína ineficazes contra proteínas resistentes a medicamentos.

Em contraste, a N-acil-N-arilsulfonamida, ou ArNASA, pode reagir com resíduos de lisina e é altamente estável em meios contendo soro e outros ambientes fisiológicos.

“Utilizando essa propriedade de reação, desenvolvemos o primeiro inibidor irreversível de BTK, que possui mutações resistentes aos medicamentos”, acrescenta Tamura.

A busca da equipe Tamura por grupos reativos úteis pode se concretizar com a ArNASA. É importante ressaltar que seus eletrófilos removem fatores limitantes, minimizando a inativação hidrolítica e reações indesejadas com proteínas fora do alvo.

Uma vez que o alvo se envolve com o inibidor irreversível, o grupo reativo reage quimicamente com os aminoácidos da proteína para formar uma ligação covalente. O resultado é um local de ligação implacável, inibindo irreversivelmente a atividade proteica.

A equipe de Tamura aprimorou um grupo anterior da NASA - semelhante em eficácia ao ArNASA, mas ineficaz em meios contendo soro - sintetizando o novo grupo reativo usando aminas aromáticas como materiais de partida. Os pesquisadores aplicaram o grupo ArNASA ao BTK, um importante alvo terapêutico para cânceres do sangue, como a leucemia linfocítica crônica.

“Nosso estudo irá além da pesquisa baseada em células para in vivo, abrindo caminho para o desenvolvimento de medicamentos com diversos grupos reagentes atuando em aminoácidos específicos”, conclui Tamura.

A pesquisa foi publicada no Journal of the American Chemical Society .

Mais informações: Masaharu Kawano et al, Ogivas de N-acil-N-aril Sulfonamida reativas à lisina:propriedades de reação melhoradas e aplicação na inibição covalente de um mutante BTK resistente ao ibrutinibe, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c08740
Informações do diário: Jornal da Sociedade Americana de Química

Fornecido pela Universidade de Kyoto