Estudo do metabolismo do 7-nitroindazol: uma abordagem in silico

Abstract

A sepse é um problema mundial de saúde que afeta cerca de 30 milhões de pessoas anualmente. É definida como uma resposta desregulada do hospedeiro frente a um processo infeccioso associado à disfunção orgânica. Muitos trabalhos relatam o envolvimento do óxido nítrico (NO) no desenvolvimento da sepse, por meio de evidências do aumento dos níveis plasmáticos de nitrito e nitrato em pacientes sépticos e no choque séptico. Embora o NO ou peroxinitrito apresentem ação bactericida, níveis plasmáticos excessivos são contraprodutivos, como já evidenciado pelo seu envolvimento na hipotensão e hiporresponsividade à vasoconstritores e na redução da perfusão tecidual. O 7-nitroindazol (7-NI) é uma substância conhecida por sua capacidade de inibir seletivamente a enzima óxido nítrico sintase neuronal (NOS-1), ao se ligar reversivelmente ao grupo heme desta enzima, impedindo a ligação do cofator BH4 e competindo com a L-arginina. Estudo in vivo mostraram que o 7-NI foi eficaz em melhorar a resposta aos vasoconstritores na fase tardia da sepse, além de reduzir a mortalidade dos animais em modelo de CLP e pneumosepse. Apesar de ser promissor para o tratamento da sepse, estudos farmacocinéticos do 7-NI são escassos e não há relatos de estudos de metabolismo na literatura. Assim, este trabalho teve como objetivo por meio de estudo in silico, investigar as vias de metabolização e os prováveis metabólitos do 7-NI. Os possíveis sítios de metabolismo (SoMs) do 7-NI foram avaliados pelos softwares SMARTCyp e Rs-WebPredictor. Para a identificação dos prováveis metabólitos os softwares BioTransformer e MetaUltra foram empregados. Os resultados obtidos com o emprego dos softwares SMARTCyp e Rs-WebPredictor demonstraram que os principais SoMs estão localizados nas posições orto, meta e para em relação ao grupamento nitro do anel aromático. O software Rs-WebPredictor também indicou os nitrogênios do anel de cinco membros e o próprio grupo nitro como possíveis SoMs. Os metabólitos preditos pelos softwares Biotransformer e MetaUltra envolvem principalmente reações oxidação. Além disso, reações de conjugação também foram preditas pelo software MetaUltra. Os resultados obtidos no presente estudo poderão ser utilizados para orientar investigações futuras sobre as propriedades farmacocinétics e toxicológicas do 7-NI.

Sepsis is a global health issue that affects more than 30 million people worldwide every year. Sepsis is defined as life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated host response to infection. Several studies have reported the involvement of the nitric oxide (NO) in the sepsis, by the elevated circulating nitrite/nitrate, the stable byproducts of NO, observed in septic patients and septic shock. Although NO or peroxynitrite has bactericidal action, excessive plasma levels are counterproductive, as already evidenced by its involvement in hypotension and hyporesponsiveness to vasoconstrictors and in the reduction of tissue perfusion. The 7-nitroindazole (7-NI) is a substance known for its ability to selectively inhibit the enzyme neuronal nitric oxide synthase (NOS-1) by reversibly binding to the heme group of this enzyme, preventing the binding of the BH4 cofactor and competing with L-arginine. In vivo studies have demonstrated that 7-NI was able to improve the response to vasoconstrictors in the late stage of sepsis, in addition to reducing animal mortality in the CLP and pneumosepsis models. Despite being promising for the treatment of sepsis, pharmacokinetic studies are scarce and there are no reports of metabolism studies for 7-NI in the literature. Thus, in this study in silico metabolism studies were carried out to predict the metabolism pathways and probable metabolites of 7-NI. The possible sites of metabolism (SoMs) of the 7-NI were evaluated using the softwares SMARTCyp e Rs-WebPredictor. To identify the probable metabolites of 7-NI, the softwares BioTransformer e MetaUltra were employed. The results obtained by using both SMARTCyp and Rs-WebPredictor softwares demonstrated that the main SoMs for 7-NI are located in the ortho, meta or para positions of the aromatic ring, in relation to the nitro groups. Rs-WebPredictor software also predicted the nitrogens of the five-membered ring and the nitro group as possible SoMs. The metabolites identified were originated from oxidation reactions as predicted by BioTransformer and MetaUltra softwares. Besides, conjugation reactions were predicted by using MetaUltra software. The results obtained in the present study can be used to guide future investigations on the pharmacokinetic and toxicological properties of 7-NI.