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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32296
Tipo: Tese
Título: Avaliação da atividade antiviral da ouabaína contra o Zika vírus em modelos in vitro, in vivo e in silico
Autor(es): Carvalho, Deyse Cristina Madruga
Primeiro Orientador: Mascarenhas, Sandra Rodrigues
Primeiro Coorientador: Pena, Lindomar José
Resumo: A ouabaína, um esteroide cardiotônico conhecido como inibidor da Na+/K+-ATPase, vem sendo descrita como uma substância imunomoduladora pelo nosso grupo. Além disso, a atividade antiviral da ouabaína tem sido relatada em vários estudos. O Zika vírus (ZIKV) é um arbovírus emergente associado a distúrbios neurológicos. Atualmente, não existem vacinas ou antivirais disponíveis para tratar a doença causada pelo ZIKV. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar a atividade anti-ZIKV da ouabaína in vitro, in silico e in vivo. Inicialmente, as células Vero foram utilizadas para determinar as concentrações não tóxicas da ouabaína e em seguida, a atividade antiviral foi avaliada nesse tipo celular. A ouabaína apresentou efeito inibitório dose-dependente contra o ZIKV, principalmente quando adicionada pós-infecção. A redução do vírus infeccioso foi acompanhada por uma diminuição nos níveis de RNA do ZIKV, sugerindo que o mecanismo de inibição do vírus pela ouabaína ocorreu na etapa de replicação. Em seguida, para avaliar a atividade da ouabaína em uma abordagem mais clínica em relação a infecção pelo ZIKV, foi utilizado um modelo in vitro de células-tronco progenitoras neurais humanas (NS/PCs) e um modelo animal da Síndrome Congênita do Zika vírus (SCZ). Nas NS/PCs, a ouabaína reduziu a infecção pelo ZIKV nesse tipo celular e bloqueou o comprometimento da neurogênese desencadeada pelo vírus. Adicionalmente, no modelo animal da SCZ, a ouabaína foi capaz de proteger o feto da microcefalia desencadeada pela infecção. Isso pode estar relacionado à capacidade da ouabaína em inibir o vírus em células progenitoras da micróglia presentes no saco vitelino. Além da atividade antiviral, a ouabaína foi capaz de reduzir a citocina pró-inflamatória IL-1β na placenta, demonstrando seu potencial anti-inflamatório também nesse modelo. Por fim, foi realizado docking molecular seguido de simulações de dinâmica molecular para avaliar a interação entre a ouabaína e os principais alvos de drogas do ZIKV (NS3 Helicase, NS5 Mtase e NS5 RdRp). Nossos dados in silico demonstraram estabilidade conformacional e energia livre de ligação favorável da ouabaína nos sítios de ligação das proteínas NS5-RdRp e NS3-helicase, sugerindo inibição da atividade dessas proteínas virais por esse esteroide. Juntos, esses dados demonstram a ação antiviral da ouabaína na infecção pelo ZIKV, sugerindo essa substância como um potencial composto para o tratamento da infecção causada por esse vírus. Dessa forma, esse estudo contribui para evidenciar a eficácia dos esteroides cardiotônicos como agentes antivirais promissores, além de gerar mais entendimento sobre as funções biológicas da ouabaína.
Abstract: Ouabain, a cardiotonic steroid known as Na+/K+-ATPase inhibitor, has been described as an immunomodulatory substance by our group. In addition, the antiviral activity of ouabain has been reported in several studies. Zika virus (ZIKV) is an emerging arbovirus associated with neurological disorders. Currently, there are no vaccines or antivirals available to treat the disease caused by ZIKV. Then, this work aimed to evaluate the anti-ZIKV activity of ouabain in vitro, in silico and in vivo. Initially, Vero cells were used to determine the non-toxic concentrations of ouabain and then, the antiviral activity was evaluated in this cell type. Ouabain presented a dose-dependent inhibitory effect against ZIKV, mainly when added post infection. The reduction of infectious virus was accompanied by a decrease in ZIKV RNA levels, suggesting that the mechanism of ZIKV inhibition by ouabain occurred at the replication step. To evaluate the activity of ouabain in a more clinical approach in relation to ZIKV infection, an in vitro model of human neural progenitor stem cells (NS/PCs) and an animal model of Congenital Zika Virus Syndrome (SCZ) were performed. In NS/PCs, ouabain reduced ZIKV infection in this cell type and blocked the impairment of neurogenesis triggered by the virus. Additionally, in an animal model of SCZ, ouabain protected the fetus from microcephaly triggered by the infection. This is might related to the ability of ouabain to inhibit the virus in yolk sac microglial progenitors. In addition to antiviral activity, ouabain was able to reduce the pro-inflammatory cytokine IL-1β in the placenta, demonstrating its anti-inflammatory potential in this model. Finally, we performed a molecular docking procedure followed by molecular dynamics simulations to predict the interaction between ouabain and the main drug targets in ZIKV proteome (NS3 Helicase, NS5 Mtase and NS5 RdRp). Our in silico data demonstrated a conformational stability and favorable binding free energy of ouabain in the biding sites of the NS5-RdRp and NS3-helicase proteins, suggesting inhibition of these viral proteins by this steroid.Together, these data demonstrate the antiviral action of ouabain in ZIKV infection, revealing this substance as a potential compound for the treatment of infection caused by this virus. In this way, this study contributes to highlighting the effectiveness of cardiotonic steroids as promising antiviral agents, in addition to generating more understanding about the biological functions of ouabain.
Palavras-chave: Infecção viral
Imunomodulação
Esteroides cardiotônicos
Cardiotonic steroids
Viral Infection
Imunomodulation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Ciências Biológicas
Programa: Programa Multicêntrico de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32296
Data do documento: 29-Fev-2024
Aparece nas coleções:Centro de Biotecnologia (CBIOTEC) - Programa Multicêntrico de Pós-graduação em Ciências Fisiológicas

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