Cumarinas 3-substituídas como adjuvantes de antibióticos : avaliação in vitro e in silico com bombas de efluxo e b-lactamase de staphylococcus aureus

Abstract

A resistência a antibióticos mediada por bombas de efluxo e β-lactamase contribui para a elevação dos riscos associados às infecções causadas por linhagens de Staphylococcus aureus. Pela inibição de tais mecanismos, cumarinas restauram o efeito das drogas contra esse patógeno Gram-positivo. Além disso, há evidências de que substituições no carbono 3 (C-3) tornam os derivados cumarínicos mais eficazes no controle de bactérias. O objetivo do presente estudo foi avaliar in vitro e in silico o potencial de cumarinas 3-substituídas como adjuvantes de antibióticos a partir de experimentos com S. aureus. Avaliaram-se as cumarinas 3-benzoil-8-metoxi-6-(prop- 2-en-1-il)-2H-cromen-2-ona (C1), 8-metoxi-3-(4-nitrobenzoil)-6-(prop-2-en-1-il)-2H- cromen-2-ona (C2), 3-(4-aminobenzoil)-8-metoxi-6-(prop-2-en-1-il)-2H-cromen-2-ona (C3) e ácido 8-metoxi-2-oxo-6-(prop-2-en-1-il)-2H-cromen-3-carboxílico (C4). Para os ensaios in vitro, foram utilizadas as linhagens 1199B (transportador NorA), K2068 (transportador MepA), K4100 e K4414 (β-lactamase) de S. aureus. A partir da determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) das cumarinas, esses compostos foram associados, em concentração subinibitória (CIM/8), com os antibióticos norfloxacina, ciprofloxacina e ampicilina e com o brometo de etídio (EtBr). Ensaios de emissão de fluorescência do EtBr e de permeabilidade de membrana também foram realizados com as cepas portadoras de bombas de efluxo NorA e MepA. As análises in silico compreenderam experimentos de docagem molecular com modelos dos transportadores NorA e MepA e da β-lactamase PC1 de S. aureus e a predição dos perfis de absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade (ADMET) das cumarinas. Com CIM ≥ 1.024 μg/mL, todas as cumarinas foram ineficazes no controle das linhagens de S. aureus por ação direta, porém, potencializaram o efeito dos antibióticos e do EtBr. Em S. aureus 1199B, as cumarinas reduziram a CIM da norfloxacina em 50% a 87,5% e do EtBr, em 50% a 75%. Taxas de redução de CIM de 50% a 75% também ocorreram na associação das cumarinas com ciprofloxacina e EtBr nos testes com S. aureus K2068. A redução da CIM da ampicilina variou de 50% a 87,5% e 87,5% a 93,75% nos ensaios com as linhagens K4100 e K4414 de S. aureus, respectivamente. A cumarina C1 apresentou os resultados mais significativos em todos os ensaios, além de elevar a emissão de fluorescência do EtBr em 40% (linhagem 1199B) e 20% (linhagem K2068) e não exercer ação sobre a permeabilidade da membrana. Os resultados da docagem corroboraram os dados in vitro, pois, além de demonstrar afinidade com todos os modelos proteicos, as cumarinas interagiram com resíduos-chave para a inibição das bombas de efluxo NorA e MepA e da β-lactamase PC1. As predições farmacocinéticas revelaram que os compostos atendem aos critérios de drug-likeness, têm alta absorção intestinal, permeabilidade cutânea e baixa permeabilidade na barreira hematoencefálica e que a cumarina C4 não é substrato nem inibidor da glicoproteína- P e das isoenzimas do citocromo P450. Esse derivado também registrou o menor número de alertas de toxicidade. Os resultados deste trabalho evidenciam o potencial das cumarinas 3-substituídas avaliadas como inibidoras de bombas de efluxo e β- lactamase de S. aureus, as quais apresentam efeitos esperados para compostos utilizados como adjuvantes de antibióticos.