Thesis
Reposicionamento e combinação de fármacos para terapia da doença de Chagas e o potencial impacto de coinfecção helmíntica na infecção por Trypanosoma cruzi
Registro en:
SILVA, Marianne Rocha Simões. Reposicionamento e combinação de fármacos para terapia da doença de Chagas e o potencial impacto de coinfecção helmíntica na infecção por Trypanosoma cruzi. 2018. 208 f. Tese (Doutorado em Biologia Parasitária) - Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2018.
Autor
Silva, Marianne Rocha Simões
Resumen
A busca por novos tratamentos contra o Trypanosoma cruzi foi abordada utilizando triagem fenotípica de compostos, reposicionamento de fármacos e combinação. O impacto da coinfecção por helmintos foi avaliado no curso da infecção experimental por T. cruzi e na terapia com benznidazol. A atividade tripanossomicida de metronidazol (Mtz), imatinib (IMB) e levamisol (Lms) foi investigada in vitro e in vivo, bem como novos derivados de IMB e inibidores da biossíntese de lipídios. Um modelo experimental de coinfecção para doença de Chagas foi desenvolvido utilizando Schistosoma mansoni. O uso de Mtz até 1000 mg/Kg não teve efeito na supressão da parasitemia de camundongos em comparação com Bz 100 mg/Kg, mas a combinação Bz 10 + Mtz 250 mg/Kg preveniu a mortalidade (70%) e mostrou proteção contra alterações cardíacas desencadeadas por T. cruzi. Estudos in vitro demonstraram que o IMB foi moderadamente ativo contra diferentes cepas e formas de T. cruzi. A combinação IMB + Bz foi aditiva in vitro. Quatorze novos derivados do IMB foram selecionados; a molécula 3e foi tão potente quanto Bz contra T. cruzi, mas apresentou baixo índice de seletividade (IS). Lms (10 - 0,5 mg/Kg) não diminuiu as taxas de parasitemia nem mortalidade no modelo murino de infecção aguda por T. cruzi. Combinação de diferentes doses de Lms + Bz 10 mg/Kg mostrou redução parcial da parasitemia e promoveu a sobrevivência dos animais, o que pode estar relacionado à modulação da resposta imune do hospedeiro. Em relação aos inibidores da biossíntese lipídica, seis dos 15 apresentaram IC50 < 50 \03BCg/mL em epimastigotas. Ensaios em amastigotas intracelulares e células hospedeiras de mamífero mostraram que Ro48-8071 (IS = 13,7) e cloridrato de tomatidina (TH) (IS = 41,2) poderiam ser dirigidos para ensaios combinatórios. Apenas a interação TH + posaconazol (Posa) foi sinérgica (média \03A3FICI = 0,2). Os ensaios in vivo demonstraram ausência de atividade antiparasitária de TH (0,5-5 mg/Kg) na infecção experimental por T. cruzi, enquanto Posa 1,25 e 10 mg/kg parcialmente (80%) e completamente (> 99%) suprimiram a parasitemia, respectivamente, e a dose mais alta atingiu 40% de sobrevida. Observou-se redução parcial da parasitemia (> 60%) e proteção contra mortalidade (> 40%) com THs + Posa 1,25 mg/Kg, sendo a relação 1Posa: 3TH a melhor combinação. Os estudos de coinfecção foram desenvolvidos com a fase aguda experimental do T. cruzi (Tc) frente à esquistossomose nas fases inicial (Sm1) e tardia (Sm2). Parasitemia foi a mesma em Tc e Tc + Sm1; Tc + Sm2 exacerbou a carga parasitária. Alterações cardíacas comuns no Tc foram menos incidentes com a presença do Sm, apresentando menor gravidade, principalmente no Tc + Sm2. Análises histopatológicas revelaram que animais infectados com Tc apresentaram infiltrado mononuclear e ninhos de amastigotas no coração, e camundongos infectados com Sm apresentaram intensa inflamação, granuloma e pigmentos esquistossomóticos no fígado. A detecção de populações de células TCD4 e TCD8 demonstrou que a coinfecção se comportou como a monoinfecção por Tc. O tratamento com Bz apresentou a mesma redução de parasitemia em Tc e ambos Tc + Sm. O tratamento reduziu a inflamação nos tecidos cardíaco e hepático, demonstrado por microscopia de luz. Bz reverteu os eventos inflamatórios em Tc e Tc + Sm1, mas apresentou menor efeito em Tc + Sm2. Triagem fenotípica, reposicionamento de medicamentos e combinação são abordagens validadas para a descoberta de drogas em DC. Além disso, é relevante avaliar as comorbidades em portadores da doença de Chagas, uma vez que podem impactar na condição clínica, no curso do tratamento e na qualidade de vida dos indivíduos afetados. The search for new alternative treatments against Trypanosoma cruzi was aimed using phenotypic screening of compounds, drug repurposing and combination. The impact of helminth coinfection was assessed in the course of experimental T. cruzi infection and on therapy with benznidazole (Bz). The trypanocidal activity of metronidazole (Mtz), imatinib (IMB) and levamisole (Lms) was investigated in vitro and in vivo, as well as of novel IMB derivatives and inhibitors of lipid biosynthesis. An experimental model of coinfection for Chagas disease was developed using Schistosoma mansoni. The use of Mtz up to 1000 mg/Kg had no effect in suppressing mice parasitemia in comparison to Bz 100 mg/Kg, but the combo Bz 10 + Mtz 250 mg/Kg prevented mortality (70%) and showed protection against cardiac alterations triggered by T. cruzi. In vitro studies demonstrated that IMB was moderately active against different strains and forms of T. cruzi. The combo IMB + Bz was additive in vitro. Novel 14 derivatives of IMB were screened; molecule 3e was as potent as Bz on T. cruzi but had low selectivity index (SI). Lms (10 - 0.5 mg/Kg) did not decrease parasitemia nor mortality rates in murine model of acute CD infection. Combination of different doses of Lms + Bz 10 mg/Kg showed partial parasitemia reduction and promoted animal survival, which could be related to the modulation of the host immune response. Regarding inhibitors of lipid biosynthesis, six out of 15 displayed IC50 < 50 \03BCg/mL on epimastigotes. Assays on intracellular amastigotes and mammalian host cells showed that only Ro48-8071 (SI = 13,7) and tomatidine hydrochloride (TH) (SI = 41,2) could be directed to combinatory assays. Only TH + posaconazole (Posa) interaction was synergistic (mean \03A3FICI = 0,2) Following in vivo assays demonstrated lack of antiparasitic activity of TH (0,5 - 5 mg/Kg) in acute experimental T. cruzi infection, while Posa 1,25 and 10 mg/Kg partially (80 %) and completely (> 99 %) suppressed parasitemia, respectively, and the higher dose reached 40 % of survival. Partial parasitemia reduction (> 60 %) and protection against mortality (> 40 %) was observed with THs + Posa 1,25 mg/Kg, being the ratio 1Posa:3TH the best combo. Studies of coinfection were designed with experimental acute phase of T. cruzi (Tc) facing schistosomiasis in early (Sm1) and late (Sm2) phases. Parasitemia was the same in Tc and Tc + Sm1; Tc + Sm2 had exacerbated parasite load. Cardiac alterations common in Tc were less incident with the presence of Sm, displaying lower severity, especially in Tc + Sm2. Histopatological analyses revealed that animals infected with Tc presented mononuclear infiltration and amastigote nests in the heart, and mice infected with Sm had intense inflammation, granuloma and shistosomal pigments in liver. Detection of TCD4 and TCD8 cell populations demonstrated that coinfection behaved like Tc monoinfection. Bz treatment presented the same parasitemia reduction in Tc and both Tc + Sm. The treatment reduced inflammation in cardiac and hepatic tissues, shown by light microscopy. Bz reverted the inflammatory events in Tc and Tc + Sm1 but showed lower effect on Tc + Sm2. Phenotypical screening, drug repositioning and combination are validated approaches for drug discovery in CD. Furthermore, it is relevant to evaluate chagasic patients for comorbidities, once it can impact on clinical condition, course of treatment, and life quality of the affected individuals.