Corretores de Pequenas Moléculas com Afinidade Nanomolar da Gating do Canal de Cloreto Defeituoso ΔF508-CFTR

A deleção de Phe-508 (Delta F508) é a mutação mais comum no regulador de condutância transmembranar da fibrose cística (CFTR) que causa fibrose cística. Delta F508-CFTR apresenta defeitos tanto na abertura do canal quanto no processamento do retículo endoplasmático para a membrana plasmática. Identificamos seis novas classes de potenciadores de alta afinidade do gating defeituoso do canal de Cl- Delta F508-CFTR ao rastrear 100.000 pequenas moléculas diversas. Os compostos foram adicionados 15 min antes do ensaio de captação de iodeto em células epiteliais co-expressando Delta F508-CFTR e um indicador de haleto de alta sensibilidade (YFP-H148Q/I152L) no qual Delta F508-CFTR foi direcionado para a membrana plasmática pela cultura a 27 graus C durante 24 h. Trinta e dois compostos com potência ativadora submicromolar foram identificados; a maioria tinha estruturas principais de tetra-hidrobenzotiofeno, benzofurano, pirimidinetriona, di-hidropiridina e antroquinona (360-480 daltons). O rastreamento adicional de >1000 análogos estruturais revelou tetra-hidrobenzotiofenos que ativaram reversivelmente a condutância de Cl- do DeltaF508-CFTR com Kd < 100 nm. A análise de clamp de tensão em célula única mostrou correntes características do CFTR após a ativação do Delta F508-CFTR. A ativação exigiu baixas concentrações de um agonista de cAMP, imitando assim a resposta fisiológica normal. Um modelo computacional bayesiano foi desenvolvido usando dados de estrutura-atividade do tetra-hidrobenzotiofeno, proporcionando insights sobre o caráter físico e as características estruturais de potenciadores ativos e inativos, e prevendo com sucesso a atividade de análogos estruturais. A potenciação eficiente do gating defeituoso do Delta F508-CFTR também foi demonstrada em células epiteliais brônquicas humanas de um sujeito com fibrose cística Delta F508 após o resgate de temperatura a 27 graus C. Em conjunto com corretores do processamento defeituoso do Delta F508-CFTR, os potenciadores de pequenas moléculas do gating defeituoso do Delta F508-CFTR podem ser úteis para terapia da fibrose cística causada pela mutação Delta F508.