Structure-Based and Molecular Modeling Studies for the Discovery of Cyclic Imides as Reversible Cruzain Inhibitors With Potent Anti-Trypanosoma cruzi Activity

dc.creatorRafael Augusto Alves Ferreira
dc.creatorIvani Pauli
dc.creatorThiago Stevanatto Sampaio
dc.creatorMariana Laureano de Souza
dc.creatorLeonardo Ferreira
dc.creatorLuma Magalhães
dc.creatorCelso Oliveira Rezende Júnior
dc.creatorRafaela Salgado Ferreira
dc.creatorRenata Krogh
dc.creatorLuiz Carlos Dias
dc.creatorAdriano Andricopulo
dc.date.accessioned2026-05-04T20:58:52Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractChagas disease causes ~10,000 deaths each year, mainly in Latin America, where it is endemic. The currently available chemotherapeutic agents are ineffective in the chronic stage of the disease, and the lack of pharmaceutical innovation for Chagas disease highlights the urgent need for the development of new drugs. The enzyme cruzain, the main cysteine protease of Trypanosoma cruzi, has been explored as a validated molecular target for drug discovery. Herein, the design, molecular modeling studies, synthesis, and biological evaluation of cyclic imides as cruzain inhibitors are described. Starting with a micromolar-range cruzain inhibitor (3a, IC50 = 2.2 μM), this molecular optimization strategy resulted in the nanomolar-range inhibitor 10j (IC50 = 0.6 μM), which is highly active against T. cruzi intracellular amastigotes (IC50 = 1.0 μM). Moreover, most compounds were selective toward T. cruzi over human fibroblasts, which were used as host cells, and are less toxic to hepatic cells than the marketed drug benznidazole. This study enabled the discovery of novel chemical diversity and established robust structure-activity relationships to guide the design of optimized cruzain inhibitors as new trypanocidal agents.
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.3389/fchem.2019.00798
dc.identifier.issn2296-2646
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/2629
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofFrontiers in Chemistry
dc.rightsAcesso aberto
dc.subjectTrypanosoma cruzi
dc.subjectEnzimas
dc.subjectDesenho de fármacos
dc.subjectFarmacologia
dc.subjectDoença de chagas
dc.subject.otherChagas disease
dc.subject.otherTrypanosoma cruzi
dc.subject.otherCruzain
dc.subject.otherSAR
dc.subject.otherMedicinal chemistry
dc.subject.otherSynthesis
dc.subject.otherInhibitors
dc.subject.otherMolecular docking
dc.titleStructure-Based and Molecular Modeling Studies for the Discovery of Cyclic Imides as Reversible Cruzain Inhibitors With Potent Anti-Trypanosoma cruzi Activity
dc.title.alternativeEstudos de modelagem molecular e baseados em estrutura para a descoberta de imidas cíclicas como inibidores reversíveis da cruzaína com potente atividade anti-Trypanosoma cruzi
dc.typeArtigo de periódico
local.citation.epage21
local.citation.spage1
local.citation.volume7
local.description.resumoA doença de Chagas causa cerca de 10.000 mortes por ano, principalmente na América Latina, onde é endêmica. Os agentes quimioterápicos atualmente disponíveis são ineficazes na fase crônica da doença, e a falta de inovação farmacêutica para a doença de Chagas destaca a necessidade urgente do desenvolvimento de novos medicamentos. A enzima cruzaína, a principal protease de cisteína do Trypanosoma cruzi , tem sido explorada como um alvo molecular validado para a descoberta de fármacos. Neste trabalho, descrevemos o planejamento, os estudos de modelagem molecular, a síntese e a avaliação biológica de imidas cíclicas como inibidores da cruzaína. Partindo de um inibidor da cruzaína na faixa micromolar ( 3a , IC50 = 2,2 μM), essa estratégia de otimização molecular resultou no inibidor na faixa nanomolar 10j (IC50 = 0,6 μM), que é altamente ativo contra amastigotas intracelulares de T. cruzi ( IC50 = 1,0 μM). Além disso, a maioria dos compostos mostrou-se seletiva para o *T. cruzi* em relação aos fibroblastos humanos, utilizados como células hospedeiras, e menos tóxica para as células hepáticas do que o benznidazol, um medicamento comercializado. Este estudo possibilitou a descoberta de uma nova diversidade química e estabeleceu relações estrutura-atividade robustas para orientar o desenvolvimento de inibidores otimizados da cruzaína como novos agentes tripanocidas.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
local.publisher.initialsUFMG
local.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
local.url.externahttps://www.frontiersin.org/journals/chemistry/articles/10.3389/fchem.2019.00798/full

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