Resumo: Responsável por mais 600 mil mortes em 2021, a malária sobrecarrega sistemas de saúde e gera significativa morbidade para países endêmicos. A circulação de cepas do parasita resistentes aos fármacos disponíveis, especialmente aquelas com suscetibilidade diminuída às terapias combinadas à base de artemisinina, dificulta o controle da doença e ressalta a necessidade de buscar por novas alternativas terapêuticas. Dentro deste contexto, o emprego de estratégias in sílico otimiza a identificação de potenciais moléculas bioativas, reduzindo o ônus de triagens fenotípicas e aumentando as chances de êxito. Combinando, portanto, estratégias de quimioinformática e experimentais, empregou-se uma biblioteca de produtos naturais e derivativos – classe que se destaca como fonte abundante e diversa de compostos bioativos – com objetivo de identificar novos candidatos a antimaláricos. A partir de triagem virtual e análises de similaridade química, identificou-se LDT-623, uma 4-aminoquinolina com relevante atividade antiplasmodial in vitro (IC50 PfDd2: 300 nM, índice de seletividade: 10). Atividade de bloqueio de transmissão em gametócitos de P. falciparum (61.7% de inibição de estágio V a 5 ?M) e oocinetos de P. berghei (IC50: 1.5 ?M) também foi observada, além de atividade significativa contra esquizontes hepáticos de P. berghei (IC50: 983 nM) in vitro. Em consonância com características de seu scaffold quinolínico, o composto demonstrou significativa inibição da via de biossíntese de hemozoína no vacúolo digestivo do parasita, além de ligar-se diretamente a diferentes isoformas do transportador de resistência à cloroquina (PfCRT), marcador bem estabelecido de resistência a quinolinas. Diferentes abordagens para avaliar fenômenos de resistência cruzada ressaltaram a habilidade de LDT-623 de evadir mecanismos de resistência bem estabelecidos no campo. Primeiramente, um painel de cepas de P. falciparum geneticamente editadas mostrou que diversas mutações em pfcrt e pfmdr1, responsáveis pela resistência principalmente à cloroquina e piperaquina, não alteram significamente IC50 ou área sob a curva (AUC) na resposta fenotípica de LDT-623. Ainda, um pool de clones de P. falciparum quimiorresistentes com "códigos de barra" genômicos distintos mostrou que a pressão seletiva gerada pela incubação com LDT-623 in vitro não enriquece nenhuma das populações de parasitas, evidenciando a ausência de resistência cruzada com importantes marcadores de resistência antimalárica. Finalmente, tentativas sem sucesso de selecionar in vitro parasitas resistentes a LDT-623 o sugerem como fármaco "irresistível". Os resultados não apenas ilustram a moderada, porém incomum, atividade antimalárica multiestágio de LDT-623, mas também reiteram a relevância da classe de 4-aminoquinolinas como opção terapêutica viável mesmo frente o ameaçador cenário de resistência antimalárica Ver menos

Abstract: Responsible for over 600,000 deaths in 2021, malaria burdens health systems and causes significant morbidity for endemic countries. The circulation of parasite strains resistant to available drugs, especially those with reduced susceptibility to artemisinin-based combination therapies, makes it difficult to control the disease and highlights the need to search for new therapeutic alternatives. Within this context, the adoption of in silico strategies optimizes the identification of potential bioactive molecules, reducing the burden of phenotypic screening and increasing the chances of success. Therefore, combining chemoinformatics and experimental strategies, we employed a library of natural products and derivatives – a class that stands out as an abundant and diverse source of bioactive compounds – with the aim of identifying new antimalarial candidates. From virtual screening and chemical similarity analysis, we identified LDT-623, a 4-aminoquinoline with relevant in vitro antiplasmodial activity (IC50 PfDd2: 300 nM, selectivity index: 10). Transmission blocking activity on P. falciparum gametocytes (61.7% stage V inhibition at 5 ?M) and P. berghei ookinetes (IC50: 1.5 ?M) was also observed, in addition to significant activity against P. berghei hepatic schizonts (IC50: 983 nM) in vitro. In agreement with quinolinic characteristics, the compound demonstrated significant inhibition of the hemozoin biosynthesis pathway in the parasite digestive vacuole, besides to binding directly to different isoforms of the chloroquine resistance transporter (PfCRT), a well-established marker of quinoline resistance. Different approaches to evaluating the cross-resistance phenomena have highlighted the ability of LDT-623 to evade well-established resistance mechanisms in the field. First, a panel of genetically edited P. falciparum strains showed that diverse pfcrt and pfmdr1 mutations, primarily responsible for resistance to chloroquine and piperaquine, do not significantly shift IC50 or area under the curve (AUC) in LDT-623’s phenotypic response. Furthermore, a pool of chemoresistant P. falciparum clones genetically barcoded showed that the selective pressure generated by LDT-623 treatment in vitro does not enrich any of the parasite populations, evidencing the absence of cross-resistance with important markers of antimalarial resistance. Finally, failed attempts to select LDT-623-resistant parasites in vitro identify it as an "irresistible" drug. The results not only illustrate the moderate, yet unusual, multistage antimalarial activity of LDT-623 but also reiterate the relevance of the 4-aminoquinoline class as a viable therapeutic option even in the face of the threatening scenario of antimalarial resistance Ver menos