Estudio in silico e in vivo de metabolitos secundarios de plantas con posible acción inhibitoria sobre proteínas de la cadena respiratoria mitocondrial y la acetilcolinesterasa de Rhipicephalus microplus
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Date
2024-11-13
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La especie de garrapata Rhipicephalus microplus es responsable de pérdidas económicas en la ganadería colombiana por aproximadamente 146 millones de dólares por año; además, es vector de enfermedades como la babesiosis y anaplasmosis que generan en el ganado anemia, pérdida de peso y pueden llegar a causar finalmente la muerte. El método de control más común entre los ganaderos es el control químico, con acaricidas del grupo de los organofosforados, piretroides y lactonas macrocíclicas. Sin embargo, las garrapatas desarrollan resistencia rápidamente a estos productos sintéticos, en consecuencia, los ganaderos elevan la concentración del producto, combinan varios compuestos y aumentan la frecuencia en los baños, incrementando a su vez el problema de resistencia. Es necesario estudiar una alternativa eficaz y asequible económicamente para el control de esta garrapata, es por eso que este proyecto tiene como objetivo identificar metabolitos de plantas con posible actividad acaricida contra R. microplus con eficacia comparada o mejorada a las moléculas sintéticas y especificidad en este organismo. Por lo que se realizó un estudio de acoplamiento molecular con 300 metabolitos secundarios, usando como dianas farmacológicas, subunidades de los primeros cuatro complejos de la cadena respiratoria mitocondrial y la acetilcolinesterasa. Para el análisis in silico se obtuvieron modelos de homología con el software Alphafold de las proteínas de interés, se prepararon proteínas y ligandos usando Protein Preparation Wizard, Ligprep y un campo de fuerza OPLS3e en Maestro de Schrödinger. Se predijo el sitio drogable con Site Map y Receptor Grid generation. El Docking molecular se realizó con el módulo Glide bajo los criterios de precisión estándar (SP) y extra precisión (XP). Finalmente, se examinaron las propiedades ADME (absorción, distribución, metabolismo y excreción) y se seleccionaron aquellos metabolitos con interacciones, docking score y energía de afinidad más favorable para su validación mediante ensayos in vivo.
La actividad acaricida se realizó usando dos métodos comunes en este campo, el paquete larval e inmersión larval. Los metabolitos mejor ranqueados y que se evaluaron en estos ensayos fueron: carvacrol, quercetina, naringenina, ácido gálico, linalool, eugenol y citral. Para el método de paquete larval se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas con p≤ 0,05 para el carvacrol en las concentraciones diagnósticas, y por medio de un análisis Probit usando concentraciones múltiples se obtuvo una CL50 de 683 ppm a 72h. En el método de inmersión larval se encontraron diferencias estadísticamente significativas con p≤ 0,05 para el carvacrol, eugenol y citral en las concentraciones diagnósticas. Debido a que el carvacrol presentó resultados prometedores en ambos métodos, fue este el candidato para determinar la CL50 en inmersión, cuyo valor obtenido fue de 570 ppm a 72h. El eugenol y el citral se catalogaron como moléculas promisorias con actividad ixodicida, próximas a evaluar en el grupo de investigación. De este trabajo de investigación se concluye que un sistema de análisis in silico validado in vivo permitió identificar metabolitos secundarios con actividad acaricida, cuyo posible mecanismo de acción podría estar direccionado a dianas farmacológicas como proteínas específicas de la cadena respiratoria mitocondrial y la acetilcolinesterasa de la especie R. microplus.
Description
Keywords
Metabolitos secundarios, cadena respiratoria, acetilcolinesterasa, Rhipicephalus microplus, acoplamiento molecular, acaricida