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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/65942
AVALIAÇÃO FARMACOLÓGICA DO COMPLEXO DE OURO AUPAQ (2) PARA O TRATAMENTO DA MALÁRIA EXPERIMENTAL
Silva, Mariana da Cruz Borges | Date Issued:
2024
Alternative title
Pharmacological evaluation of AuPAQ (2) gold complex for the treatment of experimental malariaCo-advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: Os compostos de ouro, a exemplo do auranofino, têm potencial antiparasitário na malária por inibirem a atividade enzimática das TrxRs, todavia, estes são relativamente pouco potentes e não apresentam eficácia in vivo. É possível que a acumulação de compostos de ouro nas células do Plasmodium aumente o acesso dos inibidores de TrxR ao seu alvo biológico. Uma maneira de aumentar a acumulação dos compostos de ouro no plasmódio seria através da conjugação com uma molécula que tenha uma alta taxa de acúmulo no plasmódio. As quinolinas, a exemplo da Amodiaquina (AQ), se acumulam no vacúolo digestivo no plasmódio com eficiência elevada através do mecanismo de sequestro de íons. Paralelamente, a conjugação da AQ ao ouro traria um benefício à AQ, uma vez que a AQ possuí alvo biológico somente no estágio sanguíneo assexuado (detoxificação do heme), enquanto que o alvo biológico do auranofino é conservado ao longo de todo o ciclo evolutivo do plasmódio. Previamente, nosso grupo de pesquisas identificou uma molécula (AuPAQ) que é um conjugado da AQ com uma espécie de ouro (AuP) no qual se mostrou mais potente e mais eficaz como um agente antimalárico do que a AQ, sugerindo que o AuPAQ apresente um mecanismo de ação dual, atuando tanto na detoxificação do heme quanto na homeostasia redox do plasmódio. OBJETIVO: Avaliar o perfil fenotípico da ação antimalárica e os mecanismos de ação tanto a nível estrutural (alvo molecular) quanto a nível celular (em cultura celular), envolvidos com a ação antiparasitária do AuPAQ RESULTADOS: Os dados revelaram que o AuPAQ é um agente antiparasitário potente e seletivo frente ao P. falciparum, capaz de inibir a transição de anéis em trofozoítos e com velocidade de ação mais rápido do que a atovaquona. O AuPAQ, mas não a AQ, foi capaz de inibir competitivamente a enzima TrxR do P. falciparum com potência similar ao auranofino. A nível celular, o AuPAQ, mas não a AQ, foi capaz de induzir um desequilíbrio na homeostasia redox de tióis no P. falciparum, de maneira temporal e dependente da concentração do fármaco. Outrossim, o AuPAQ e a AQ, mas não o auranofino, foram capazes de se ligar as espécies de heme envolvidas durante a detoxificação do heme no plasmódio e bloquear este processo, tanto a nível estrutural quanto a nível celular. CONCLUSÃO: De uma maneira geral, os dados indicaram que o AuPAQ é capaz de atuar em dois mecanismos biológicos que são distintos porém essenciais para a sobrevivência do plasmódio. Embora estudos adicionais sejam necessários para verificar a contribuição de cada um dos mecanismos para a ação antiparasitária do AuPAQ, os dados são coerentes com a noção de que atuar nestes dois mecanismos é promissor para o desenvolvimento de tratamentos para a malária
Abstract
INTRODUCTION: Gold compounds, such as auranofin, have antiparasitic potential in malaria by inhibiting the enzymatic activity of TrxRs. However, these compounds are relatively less potent and exhibit limited in vivo efficacy. The accumulation of gold compounds in Plasmodium cells may potentially enhance the access of TrxR inhibitors to their biological target. One strategy to increase the accumulation of these compounds in the Plasmodium is their conjugation with molecules that have a high accumulation rate in this parasite. Quinolines, exemplified by Amodiaquine (AQ), efficiently accumulate in the digestive vacuole of Plasmodium through the ion-sequestration mechanism. Furthermore, conjugating AQ with gold could benefit AQ, whose biological target is limited to the asexual blood stage (heme detoxification), while the target of auranofin is conserved throughout the entire developmental cycle of Plasmodium. Previously, our research group identified AuPAQ, a conjugate of AQ with a gold species (AuP), which proved more potent and effective as an antimalarial agent than AQ, suggesting that AuPAQ has a dual mechanism of action, acting on heme detoxification and the redox homeostasis of Plasmodium. OBJECTIVE: To evaluate the phenotypic profile of antimalarial action and the mechanisms of action, both at a structural level (molecular target) and a cellular level (in cell culture), involved in the antiparasitic action of AuPAQ RESULTS: The data revealed that AuPAQ is a potent and selective antiparasitic agent against P. falciparum, inhibiting the transition from rings to trophozoites with a faster action than atovaquone. AuPAQ, but not AQ, competitively inhibits the TrxR enzyme of P. falciparum with potency similar to auranofin. At the cellular level, AuPAQ, but not AQ, induces an imbalance in the thiol redox homeostasis of P. falciparum, in a temporal and concentration-dependent manner. Additionally, both AuPAQ and AQ, but not auranofin, can bind to heme species involved in heme detoxification in Plasmodium, blocking this process both structurally and at the cellular level. CONCLUSION: Overall, the data indicate that AuPAQ can act on two distinct but essential biological mechanisms for Plasmodium survival. While further studies are needed to determine the contribution of each mechanism to the antiparasitic action of AuPAQ, the data are consistent with the notion that targeting these two mechanisms is promising for the development of malaria treatments
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