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Title: Novas abordagens na pesquisa de alvos terapêuticos frente à infecção por Trypanosoma cruzi
Advisor: Soeiro, Maria de Nazaré Correia
Members of the board: Castro, Solange Lisboa de
Leon, Leonor Laura
Felzenszwalb, Israel
Pereira, Miriam Claudia de Souza
Seabra, Sergio Henrique
Authors: Silva, Francisca Hildemagna Guedes da
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: A doença de Chagas (DC), endêmica em 21 países da América Latina, é a principal responsável por mortes no tocante a cardiopatias infecciosas. A terapia atual é insatisfatória devido à limitada atividade na fase crônica, alta toxicidade, e ocorrência de isolados naturalmente resistentes aos nitroderivados de referência. Nesse sentido, dentre os principais desafios a serem enfrentados destacam-se a padronização de modelos experimentais que possam melhor predizer a ação de novos candidatos terapêuticos, assim como a urgente identificação de novas terapias alternativas mais seletivas e promissoras. Estas temáticas, portanto, representaram o objeto da presente tese. Assim, nossos estudos in vitro e in vivo foram divididos em dois blocos. O primeiro explorando a interferência de diferentes modelos experimentais sobre a ação tripanocida de novos compostos e do medicamento de referência e no segundo bloco, investigando a eficácia (em esquemas de monoterapia e em combinação) de duas diferentes classes de compostos: (a) compostos heterocíclicos da classe das arilimidamidas (AIA), moléculas aromáticas que interagem com fenda menor do DNA e, (b) inibidores imidazólicos da biossíntese de esteróis (CYP51), como VNI e VFV. Dados in vitro revelaram que das AIAs estudadas, a 35DAP073 (derivado m-terfenil) foi a mais promissora exibindo atividade (EC50/24 h) na faixa de 40 nM e índice de seletividade (IS) de 480 Esta AIA foi ainda capaz de estimular a gênese de corpúsculos lipídicos embora não tenhamos observado correlação entre este achado e ação tripanocida. 35DAP073 (5-20 mg/kg/dia, via intraperitoneal) reduziu de modo dose-dependente (46- 96%) a parasitemia quando administrada por dois dias (uma dose na positivação e a outra no pico da parasitemia). Apesar de suprimir completamente a infecção e conferir 100% sobrevida dos animais, a dose de 10 mg/kg/dia 35DAP073 levou a efeitos neurológicos reversíveis após 10 dias de administração. Os estudos in vitro com o imidazol VFV também revelaram forte ação sobre formas intracelulares (EC50/48h 380 nM e IS >263), baixa toxicidade em modelos de toxicidade aguda (NOAEL 200 mg/kg) sendo capaz de suprimir completamente a parasitemia e prover 100% sobrevida em doses de 25 mg/kg (via oral, duas vezes ao dia). Porem ambos compostos (35DAP073 e VFV) não revelaram índices de cura parasitológica quando testados em sistemas de monoterapia. Nossos resultados revelam ainda importantes diferenças relacionadas ao curso da infecção e impacto da terapia experimental a depender do: (a) gênero do animal, (b) início da administração do composto teste e o seu tempo de tratamento, além da (c) natureza do veículo utilizado para diluir o mesmo. De modo geral, fêmeas são menos vulneráveis que machos à infecção pelo T. cruzi e mais sensíveis a terapia, a maior solubilidade de um composto resulta na sua melhor biodisponibilidade e potencial sucesso terapêutico, e o tratamento 24 h após infecção (esquema preventivo) resulta em maiores índices de redução de parasitismo, porém é menos preditivo por exibirem uma fraca correlação com as condições reais de infecção humana. Outro importante aspecto refere-se ao uso de protocolos de imunossupressão pós-terapia visando promover a sensibilidade da detecção do parasito por microscopia ótica e/ou PCR. O uso da terapia combinada corroborou dados da literatura sobre aumento da potência de tratamentos quando se atinge distintos alvos pelo uso de associação de distintos agentes, permitindo ainda redução de doses e tempos de exposição, menor toxicidade, além de prevenir ocorrência de resistência a fármacos. Nossos dados revelaram importantes reduções na carga parasitária (Bz + 35DAP073) e mesmo no aumento nos níveis de cura parasitológica (Bz + VFV) utilizando terapia combinada.
Abstract: Chagas disease (CD), endemic in 21 countries of the Latin America, is the main cause of deaths related to infectious cardiomyopathy. Current therapy is unsatisfactory due to the limited activity, during the later chronic phase, high toxicity, and the occurrence of naturally resistant parasite strain to nitroderivatives. In this sense, among the main challenges to be faced we found the standardization of experimental models that can better predict the action of new therapeutic candidates, and the urgent identification of novel more selective and promising alternative therapies. These subjects represent the aim of the present thesis. Thus, our in vitro and in vivo studies were spliced into two blocks. The first one exploring the interference of different experimental models on the trypanocidal action of new compounds and the second block, through the analysis of the efficacy (monotherapy and combination regimens) of two different classes of compounds: (a) heterocyclic compounds belonging to arylimidamide (AIA) class, which are aromatic molecules that interact with the minor groove of the DNA and (b) imidazole inhibitors of the sterol biosynthesis (towards the CYP51 enzyme) named VNI and VFV. In vitro data revealed that among the studied AIAs, the most active was m-terphenyl bis- AIA 35DAP073 exhibiting high trypanocidal activity (EC50/24 h in the range of 40 nM) and selectivity index (SI) of 480. This AIA was able to trigger the generation of intracellular lipid bodies, although no correlation between this result and trypanocidal effect was determined. 35DAP073 (5-20 mg/kg/day, i.p.) reduced in a dose-dependent manner (46-96%) the parasitemia peak when administered for only two days (one dose at the parasitemia onset and the second at the parasitemia peak). Although completely suppressing the infection and providing 100% of animal survival, 10mg/kg 35DAP073 exhibit reversible neurological effects after 10 days of administration. In vitro findings using the imidazole VFV also showed a strong action upon intracellular forms (EC50/48 h 380 nM and IS> 263), low toxicity on mouse acute toxicity models (NOAEL 200 mg/kg) being able to suppress the parasitemia and reach 100% mice survival at doses of 25 mg/kg (orally, twice a day). However both compounds (35DAP073 and VFV) given as monotherapy did not result in high rates of parasitological cure. Our results also demonstrated important differences related to the course of infection and impact of the experimental therapy according to the (a) the animal's gender, (b) the starting period of drug administration and exposure time, as well as (c) the nature of the vehicle used to dilute the tested molecules Female mice were less vulnerable than males to T. cruzi infection and more sensitive to the therapy, higher solubibity of a compounds leads to higher bioavailability enabling higher therapeutic success. In addition treatment 24 h after infection (preventive scheme) resulted in higher levels of reduction of the parasitism but this protocol is less predictive since there is a weaker correlation with the real conditions of human infection. Another important aspect is related to the use of immunosuppression post-therapy protocols to promote the sensitivity of the parasite detection by light microscopy and/or PCR. Our results about the use of combination therapy corroborate the literature findings regarding this promising approach reaching different targets and allowing the use of reduced doses and shorter periosds of therapy (and thus less toxicity), also avoiding parasite resistance. Our data revealed significant reductions in parasite load (Bz + 35DAP073) and even the increase in parasitological cure rates (Bz + VFV) when this combination approach was used.
keywords: Trypanosoma cruzi
Doença de Chagas
Quimioterapia
Amidinas
DeCS: Imidazóis
Tratamento Farmacológico
Trypanosoma cruzi
Doença de Chagas
Issue Date: 2016
Citation: SILVA, Francisca Hildemagna Guedes da. Novas abordagens na pesquisa de alvos terapêuticos frente à infecção por Trypanosoma cruzi. 2016. 61f. Tese (Doutorado em Biologia Parasitária) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, RJ, 2016.
Date of defense: 2016
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Copyright: restricted access
Appears in Collections:IOC - PGBP - Teses de Doutorado

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