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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/39623
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL IMUNOMODULADOR DE MOLÉCULAS RELACIONADAS A INIBIÇÃO DA ARGINASE NO TRATAMENTO DA LEISHMANIOSE TEGUMENTAR
Santos, Thiale Borges Silva dos | Date Issued:
2019
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina. Salvador, BA, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: A Leishmaniose Tegumentar, causada pelo parasito Leishmania, afeta milhões de indivíduos em todo o mundo. Atualmente, os compostos a. ntimoniais são o tratamento de primeira escolha para pacientes com leishmaniose, apesar da citotoxicidade e dos efeitos adversos que eles causam. Estudos prévios realizados in silico identificaram 116 compostos com potencial inibidor da enzima arginase, uma enzima chave na biossíntese de poliaminas, e que é essencial para a proliferação do parasita. OBJETIVO:Ensaios in vitro para testar os três compostos (A4021, M5171 e S783579) com melhor escore de acoplamento, melhor solubilidade e menor custo foram realizados com arginase recombinante, formas promastigotas de Leishmania amazonensis e macrófagos infectados. MATERIAL E MÉTODOS E RESULTADOS: As moléculas A4021, M5171 e S783579 não apresentaram efeito inibitório da arginase recombinante purificada em nenhuma das concentrações usadas (500;125;31,25;7,81;1,95 e 1,95μM). No que se refere a cultura axênica de L. amazonensis, detectamos uma redução na proliferação de parasitas dose dependente (1000,500 e 100 μM) e observamos redução da atividade da arginase nos grupos tratados com M5171 e S783579. Além disso, através de microscopia de fluorescência observou-se dilatação nuclear e coloração com iodeto de propídio pela alteração da permeabilidade da membrana, sugerindo que as moléculas causam necrose secundária ou apoptose tardia. Quanto a morfologia intracelular, avaliada por microscopia eletrônica de transmissão, observamos alterações estruturais indicativas de processo de morte celular nos grupos tratados com M5171 e S783579. Em relação, ao efeito de M5171(77,88μM) e S783579 (379,5μM) na interação parasita-hospedeiro observamos redução na carga parasitária, sendo o M5171 o mais eficaz, embora não tenha sido detectado redução na atividade da arginase. O estudo com A4021 foi interrompido por dificuldade de diluição e baixa eficácia. Embora os compostos apresentassem toxicidade para leishmania, a viabilidade dos macrófagos humanos não foi afetada em nenhuma das concentrações avaliadas pelo ensaio Alamar Blue (1000,100,10,1 e 0,1μM). CONCLUSÃO: Estes resultados demonstram a eficácia da abordagem in silico para selecionar compostos como possíveis candidatos para controlar a replicação de L. amazonensis. Além disso, a ausência de toxicidade celular e complexidade estrutural da A4021, M5171 e S783579 torna-os bons candidatos para otimização e design de novas moléculas com a perspectiva no desenvolvimento de tratamentos mais eficazes para a leishmaniose cutânea causada por L. amazonensis.
Abstract
INTRODUCTION: Cutaneous Leishmaniasis, caused by Leishmania parasites, affects millions of individuals worldwide. Despite its side-effect and cytotoxicity, antimonial compounds remain the first choice treatment to leishmaniasis. In order to discover novel leishmanicidal compounds in silico approaches were employed to identify putative inhibitors of arginase, a key enzyme in polyamines biosynthesis that is essential for parasite proliferation. OBJECTIVE: Herein, we report the in vitro assays for three of the compounds selected (A4021, M5171 e S783579) by this approach, against recombinant arginase, promastigote stages of Leishmania amazonensis and in infected macrophages. MATERIAL AND METHODS AND RESULTS : Drugs A4021, M5171 and S783579 showed no inhibitory effect of purified recombinant arginase at any of the concentrations used (500; 125; 31,25; 7,81; 1,95 and 1,95μM). Regarding the L.amazonensis axenic culture, we detected a reduction in parasite proliferation (1000,500 and 100 μM) and observed a reduction in arginase activity in the M5171 and S783579 treated ones. In addition, through flowering microscopy nuclear, dilation and propidium iodide staining were observed by altering the membrane permeability, suggesting that the drugs cause secondary necrosis or late apoptosis. Concerning intracellular morphology, evaluated by transmission electron microscopy, structures indicative of cell death process in those treated with M5171 and S783579. Regarding the effect of M5171 (77.88μM) and S783579 (379.5μM) on parasite-host interaction, we observed a reduction in parasitic load, being M5171 the most effective, although no reduction in arginase activity has been detected. The study with A4021 was discontinued due to dilution difficulty and low efficacy. Although the compounds presented toxicity to leishmania, the viability in human macrophages was not affected at any concentrations evaluated by the Alamar Blue assay (1000,100,10,1 and 0,1μM). CONCLUSION: These results demonstrate the effectiveness of the in silico approach to select compounds as potential candidates for controlling L. amazonensis replication. In addition, the lack of cellular toxicity and chemical complexity of A4021, M5171 and S783579 make them good candidates for optimization and design of new drugs with the prospect of developing more effective treatments for cutaneous leishmaniasis caused by L. amazonensis.
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