Protective Effects of Myricetin Against Valproic Acid-Induced Endoplasmic Reticulum Stress, Apoptosis and Inflammation in Rats: Molecular Docking Analysis of PERK and IRE1

Resumo Técnico: Efeitos Protetores da Miricetina Contra a Toxicidade Induzida pelo Ácido Valproico

Definição do Problema
O ácido valproico (VPA) é um fármaco antiepiléptico de amplo espectro de primeira linha, amplamente utilizado para epilepsia, transtorno bipolar e dor neuropática. No entanto, sua administração a longo prazo ou em doses elevadas está associada a uma hepatotoxicidade e nefrotoxicidade significativas. Os mecanismos subjacentes a essa toxicidade envolvem a indução de estresse do Retículo Endoplasmático (RE), inflamação e apoptose. Especificamente, a exposição ao VPA desencadeia a Resposta a Proteínas Desdobradas (UPR) através de sensores como a Proteína Quinase R-like Endoplasmic Reticulum Kinase (PERK) e a Enzima Inositol-Requiring 1 (IRE1), levando à ativação de vias inflamatórias (ex: p38 MAPK, TNF-α, IL-1β) e estresse oxidativo (indicado pelos níveis de Malondialdeído/MDA). Embora existam inibidores sintéticos para as vias de estresse do RE, há uma necessidade de investigar compostos naturais que possam mitigar esses efeitos adversos sem introduzir novas toxicidades. A miricetina (MYR), um flavonol com conhecidas propriedades antioxidantes, foi hipotetizada para proteger contra os danos teciduais induzidos pelo VPA através da modulação dessas vias moleculares específicas.

Metodologia
O estudo empregou uma abordagem multifacetada combinando experimentação animal in vivo com modelagem molecular in silico:

• Modelo Animal: Trinta e seis ratos Wistar-Albino machos foram divididos em quatro grupos (n=9): Controle (salina), VPA (500 mg/kg, intraperitoneal), VPA + MYR50 (50 mg/kg oral) e VPA + MYR100 (100 mg/kg oral). Os tratamentos foram administrados durante 15 dias.
• Análise Bioquímica: Os níveis séricos de enzimas hepáticas (AST, ALT, ALP), marcadores de função renal (BUN, Creatinina) e perfis lipídicos foram medidos. Homogenatos de tecido do fígado e do rim foram analisados para estresse oxidativo (MDA), citocinas inflamatórias (TNF-α, IL-1β) e marcadores de estresse do RE/apoptose (PERK, IRE1, p38 MAPK, JNK, Bcl-2) utilizando ELISA.
• Histopatologia: Tecidos hepáticos e renais foram fixados, seccionados e corados com Hematoxilina-Eosina (H-E). As lesões foram classificadas semiquantitativamente com base em degeneração, inflamação e necrose.
• Docking Molecular e Dinâmica:
  • PERK: Simulações de docking (AutoDock 4.2) foram realizadas utilizando a estrutura cristalina (PDB: 4G31) para comparar a afinidade de ligação da MYR contra o ATP e inibidores sintéticos (AMG44, derivados de GSK).
  • IRE1: Simulações de dinâmica molecular (MD) (500 ns) foram conduzidas utilizando Amber20 no domínio quinase da IRE1α (PDB: 6W3B). O estudo analisou o Desvio Padrão da Raiz Quadrada (RMSD), a Flutuação da Raiz Quadrada Média (RMSF) e distâncias críticas de ponte salina (Lys599–Glu612) para avaliar a estabilidade estrutural e mudanças conformacionais após a ligação da MYR comparado ao ATP.

Principais Resultados

• Proteção Bioquímica: A administração de VPA elevou significativamente os níveis séricos de AST, ALT, ALP, BUN e perfis lipídicos (TC, TG, LDL), indicando disfunção hepática e renal. O tratamento com MYR, tanto na dose de 50 quanto na de 100 mg/kg, atenuou significativamente essas elevações. Em relação à glicose plasmática, a dose de 50 mg/kg produziu uma redução estatisticamente significativa em comparação ao grupo VPA, enquanto a redução observada no grupo de 100 mg/kg não atingiu significância estatística.
• Modulação do Estresse do RE e Inflamação: O VPA aumentou significativamente os níveis hepáticos e renais de PERK, IRE1, p38 MAPK e citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β). O tratamento com MYR reduziu significativamente esses níveis, sugerindo a supressão do eixo estresse do RE-UPR e das cascatas inflamatórias subsequentes. Embora o texto observe que a dose de 50 mg/kg produziu uma redução maior nos níveis de TNF-α e IL-1β do que a dose de 100 mg/kg em alguns casos, os dados histológicos gerais indicam um efeito protetor dependente da dose, onde a dose de 100 mg/kg proporcionou uma melhoria histológica superior.
• Estresse Oxidativo e Marcadores de Apoptose: O VPA induziu peroxidação lipídica significativa (elevação de MDA) em ambos os tecidos. A MYR reduziu significativamente os níveis de MDA em ambas as doses. Em relação ao Bcl-2, o VPA aumentou os níveis em ambos os tecidos (interpretado pelos autores como uma resposta antiapoptótica compensatória ao estresse). O tratamento com MYR reduziu significativamente os níveis renais de Bcl-2 em direção aos valores de controle, enquanto as reduções hepáticas não foram estatisticamente significativas. Os níveis de JNK não mostraram mudanças significativas entre os grupos.
• Achados Histopatológicos: O VPA causou degeneração hepatocelular grave, necrose e infiltração inflamatória, bem como necrose tubular renal e atrofia glomerular. O tratamento com MYR reverteu marcadamente esses danos estruturais, com a dose de 100 mg/kg apresentando uma melhoria histológica mais proeminente no rim, sugerindo um efeito protetor dependente da dose.
• Interações Moleculares:
  • PERK: A MYR exibiu uma energia livre de ligação (ΔG) de −7,52 kcal/mol, ligeiramente mais favorável que o ATP (−7,20 kcal/mol), sugerindo que pode competir pelo bolso de ligação do ATP, embora com menor afinidade do que inibidores sintéticos como o AMG44 (−14,47 kcal/mol).
  • IRE1: As simulações de MD revelaram que o complexo ligado à MYR era estruturalmente mais estável (menor RMSD) do que o complexo ligado ao ATP. A MYR restringiu a flexibilidade da α-hélice e do loop de ativação e "travou" a distância catalítica Lys599–Asp711, sugerindo que ela atua como um inibidor competitivo que estabiliza a conformação ativa enquanto impede as transições dinâmicas necessárias para a catálise.

Significância e Alegações
Os autores concluem que a Miricetina possui potencial terapêutico na prevenção ou redução da toxicidade hepática e renal associada ao VPA. O estudo postula que a MYR exerce seus efeitos protetores através de um mecanismo de múltiplos alvos:

1. Atenuação do Estresse Oxidativo: Ao reduzir a peroxidação lipídica (MDA).
2. Supressão da Inflamação: Ao reduzir os níveis de TNF-α e IL-1β.
3. Modulação do Estresse do RE: Ao regular negativamente a expressão de PERK e IRE1 e inibir a via p38 MAPK.
4. Interação Molecular Direta: Os dados in silico apoiam a hipótese de que a MYR pode interagir diretamente com os domínios quinase de PERK e IRE1, atuando potencialmente como um inibidor competitivo de ATP.

O artigo mantém um tom modesto em relação a estas alegações moleculares, reconhecendo que, embora o docking e as simulações de MD sugiram a ligação e inibição direta, estudos experimentais adicionais são necessários para confirmar os efeitos inibitórios diretos da MYR sobre PERK e IRE1 in vivo. O estudo destaca o potencial dos flavonoides naturais como adjuvantes para mitigar os efeitos colaterais de agentes farmacêuticos essenciais, porém tóxicos, como o Ácido Valproico.