Desenvolvimento in silico de novo anticorpo para Programmed-cell death-ligand 1 (PD-L1) humanavoltar para a edição atual

Justificativa O câncer está entre as principais causas de morte no Brasil, atrás somente de doenças cardiovasculares e respiratórias. Têm sido aprovadas por órgãos de regulamentação anticorpos monoclonais contra a doença, que representam um avanço em seu tratamento. Dentre os alvos terapêuticos, destaca-se a via da PD-1, sendo aprovados pela ANVISA, cinco anticorpos monoclonais, como o Pembrolizumab que foi incluído como estratégico para o SUS em 2017, e será produzido na plataforma vegetal de Biomanguinhos. Também nos últimos 5 anos foram depositadas no Protein Data Bank (PDB) a estrutura tridimensional de 22 complexos das proteínas PD-1 e PD-L1 com seus respectivos anticorpos. Tal informação, e a descrição do espaço conformacional das proteínas, realizada por nosso grupo, é de extrema importância para o planejamento de novas gerações de imunomoduladores contra esses alvos. A PD-L1 já é estudada em nosso grupo de pesquisa por meio de colaboração com pesquisadores da Fiocruz-RJ para o desenvolvimento de anticorpos biespecíficos. Além disso, nosso projeto se integra na plataforma de Anticorpos na Fiocruz-CE, (plataformas da Vice-Presidência de Inovação em Saúde), assim como no projeto Universal Faixa A-2018. O fortalecimento da linha de pesquisa em pré-desenvolvimento de anticorpos será de grande valia para a instituição e para a saúde pública do país. Frente a esse panorama, o subprojeto atual busca propor um novo anticorpo que se ligue a uma conformação específica da PD-L1 descrita no grupo, por meio de ferramentas computacionais e protocolos de simulação de dinâmica molecular estabelecidos no grupo. Esse anticorpo proposto possibilitará uma nova linha de desenvolvimento dessas macromoléculas, que podem vir a ser uma valiosa terapia contra alguns tipos de câncer. Atualmente, a bolsista tem realizado a validação do método de predição de estrutura quaternária, assim como buscando pelo melhor molde estrutural de anticorpo para otimização de afinidade em relação à PD-L1. A evolução natural do trabalho é avaliar a estabilidade do anticorpo mutado em relação à pose proposta originalmente, e realizar sucessivas etapas de otimização da afinidade predita do anticorpo pela PD-L1. Objetivos Propor um anticorpo específico a conformação da PD-L1 identificada pelo grupo que não se liga à PD-1. Especificamente, propomos: 1- Otimizar recursivamente a interação anticorpo-PDL1 já encontrada; 2- Desfavorecer a interação anticorpo-antígeno original; 3- Verificar a estabilidade dinâmica do complexo PDL1-anticorpo proposto. Metodologia A partir do anticorpo a ser obtido durante a vigência da primeira bolsa, será feita a otimização recursiva da interação AC-AG. Para isso, serão feitos diversos ciclos de mutação concatenados com simulações de dinâmica molecular aquecida para verificar a estabilidade da interação. Na etapa de mutação, servidores de Alanine scanning e mutagênese, (BeatMusic e mmCSM-AB), serão utilizados para propor mutações no AC, de forma a tornar a interação seletiva para a PD-L1, em detrimento ao AG original. Já para a etapa de verificação da manutenção da interação exercida pela mutação proposta, simulações de dinâmica molecular (DM) curtas, de até 5 ns , utilizando a versão em GPUs do software AMBER. A cada cinco rodadas de otimização de sucesso, serão feitas simulações sequenciais a temperatura constante de 310, 330, 360 e 390 K para verificar a estabilidade da interface AG-AC. O ciclo se repetirá até que se encontre um AC com RMSD de interface final abaixo de 5 A. Neste ponto, este estaria otimizado ao alvo. Cronograma Revisão Bibliográfica 1º a 9º mês Validação do modelo de docking 1º a 4º mês Seleção do anticorpo base 4º a 7º mês Proposição de mutações 7º a 9 mês Relatório e RAIC 9º mês Referência https://www.inca.gov.br/noticias/brasil-tera-625-mil-novos-casos-de-cancer-cada-ano-do-trienio-2020-2022 Nature, v. 541, n. 7637, p. 321–330, 2017. Sci. Transl. Med., v. 8, n. 328, 2016 Brief. Bioinf., v. 21, n. 5, 1549–1567, 2020