Canais iônicos como alvos moleculares para fármacos : caracterização dos alvos moleculares de κ-KTxs do gênero Opisthacanthus e investigação do mecanismo de ação de anestésicos gerais

Abstract

Canais iônicos são os elementos essenciais da excitabilidade da membrana, responsáveis pela transmissão e transdução de sinais em neurônios, sendo esses canais passíveis de modulação via toxinas peptídicas e anestésicos gerais. No primeiro capítulo desse trabalho são estudadas as κ-KTx, que são toxinas peptídicas escorpiônicas com o motivo estrutural Csα/α ativas em canais de potássio dependentes de voltagem. A κ-KTx 2.2 Omtx2 em um estudo prévio foi considerada um modulador da secreção de insulina em ilhotas pancreáticas isoladas e uma avaliação das toxinas das κ-KTx 2.6 Ocyc9 e κ-KTx 2.2 Omtx2 demonstrou potencial efeito nos canais CaV2.3. Neste presente trabalho, a atividade das toxinas Ocyc9 e Omtx2 foi avaliada nos canais CaV2.3, KV, NaV, TRP, nAchr, ENaC. Em concentrações entre 100 nM e 10 µM, ambas as toxinas não apresentaram efeito nos canais testados. Esses resultados, junto com os descritos por Sarmiento (2019), indicam que a modulação da secreção de insulina dependente de glicose não pode ser justificada pela interação das κ-KTx 2.2 e 2.6 com canais iônicos descritos em células β pancreáticas. As κKTx são compreendidas como bloqueadores de poros de baixa afinidade e necessitam de altas concentrações para induzir bloqueio. As toxinas Ocyc9 e Omtx2, a 500 µM, inibiram a amplitude de correntes nos canais KV1.1, KV1.3, KV1.4 e Shaker IR, com a indicação que a inibição ocorre associada ao deslocamento da probabilidade de abertura, caracterizando o funcionamento como uma toxina modificadora de gating. A caracterização de κ-Ktx como modificadoras de gating corrobora com dados previamente descritos na literatura com a modulação das cinéticas de ativação, entretanto, não era descrita a capacidade de modular a probabilidade de abertura com a possível estabilização do estado fechado. O segundo capítulo estuda a interação de anestésicos gerais com canais iônicos dependentes de voltagem. O mecanismo de ação dos anestésicos gerais foi compreendido por décadas pela interação inespecífica com membranas celulares, sendo substituída com observação da interação com canais iônicos. O anestésico intravenoso propofol inibiu os canais NaV com mecanismo associado ao acoplamento da ativação-inibição, todavia o canal NaV1.4 apresentou um mecanismo de inibição que não indica estar relacionado ao acoplamento. O sedativo TCE 5 mM inibiu os canais NaV com hiperpolarização nas probabilidades do SSI, com efeito predominante em NaV1.7, indicando possivelmente o mecanismo associado ao efeito analgésico. No canal Kv1.2 TCE a 5mM promoveu inibição de corrente, contudo esse efeito foi revertido em KV1.2-FRAKT com potencialização das correntes, interagindo com a região do Linker S4-S5, assim como proposto previamente para propofol e sevoflurano. Foi desenvolvido um modelo celular com características neuronais e expressão dos canais Kv1.2 (Kv1.2SH-SY5Y-RA-KV1.2) funcional para investigação do efeito isolado de Kv1.2 na presença de Sevoflurano sobre a excitabilidade de membrana. Esse modelo foi capaz de demonstrar a hiperpolarização na repolarização após potencial de ação, efeito consistente com a potencialização da condutância de KV1.2 por sevoflurano.