Antichagásicos potenciais: síntese e modelagem molecular de híbridos de hidrazonas e liberadores de óxido nítrico

A doença de Chagas é uma parasitose extremamente negligenciada, cujo agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi. Atualmente, 21 países da América Latina são considerados regiões endêmicas, onde 75-90 milhões de pessoas estão expostas à infecção, 6-7 milhões estão infectadas e mais de 41 mil novos casos surgem por ano. Entretanto, apenas os fármacos nifurtimox e benznidazol estão disponíveis no mercado. Estes, além da baixa eficácia na fase crônica da parasitose, apresentam diversos efeitos adversos, sendo que no Brasil apenas o benznidazol é utilizado. Este fato mostra a importância de se ampliar o número de fármacos disponíveis e propor quimioterapia mais eficaz para o tratamento da doença de Chagas. Como forma de contribuir para essa busca, este trabalho objetiva a síntese de compostos híbridos bioisostéricos N-acilidrazônicos e sulfonilidrazônicos, contendo grupo liberador de óxido nítrico, com potencial de interação com cisteíno-proteases parasitárias, tais como a cruzaína. Nestes derivados, os grupos liberadores de óxido nítrico utilizados foram os grupos furoxano (contendo substituinte metílico e fenílico) e éster nitrato. Propôs-se a variação de anéis aromáticos substituídos e não-substituídos, com o intuito de avaliar a possível relação estrutura-atividade (REA) desses análogos. Até o momento, somente os compostos da série N-acilidrazônica tiveram avaliação biológica realizada. Os valores de IC50 dos compostos na forma amastigota do parasita variaram entre >100 a 2,88 µM, sendo este último valor comparável ao fármaco de referência. A atividade inibitória frente à cruzaína foi de 25,2 µM a 2,2 µM. Já a liberação de óxido nítrico foi avaliada pelo método indireto de detecção de nitrato e os valores variaram entre 52,0 µM e 4.232,0 µM. Estes são bem inferiores ao composto padrão, além de não se identificar correlação direta entre a atividade biológica e a liberação de NO. Na sequência, os dois compostos mais ativos (6 e 14) foram submetidos a estudos de permeabilidade e de citotoxicidade. O composto 6 foi considerado o de maior permeabilidade segundo o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) e todos os compostos apresentaram a taxa de fluxo menor que 2, indicando a ausência de mecanismo de efluxo. Na avaliação do potencial citotóxico desses compostos em células humanas, o derivado 6 apresentou índice de seletividade superior ao do benznidazol. Em estudos de modelagem molecular usando análise exploratória de dados (HCA e PCA), propriedades estéricas/geométricas e eletrônicas foram consideradas as mais relevantes para a atividade biológica. Além disso, estudos de docking mostraram que a posição do grupo nitro no anel aromático é importante para a interação com a cruzaína. Ademais o composto 6 não provocou mudanças significativas no ciclo celular e na fragmentação de DNA em células humanas, mostrando-se como líder promissor para futuros estudos in vivo. Atividade tripanomicida, citotoxicidade, potencial de liberação de NO e estudos de permeabilidade dos 23 derivados sulfonilidrazônicos e ésteres nitrato estão sendo avaliados.

NANO(BIO)SENSORES ELECTROQUIMICOS Y PLASMÓNICOS: DISEÑO, CARACTERIZACIÓN Y APLICACIONES PARA LA CUANTIFICACION DE BIOMARCADORES DE ALTO IMPACTO

En Argentina, en consonancia con el resto del mundo, la Nanotecnología es considerada un área estratégica. Sin embargo, las investigaciones en Nanobiotecnología todavía constituyen un área de vacancia. El uso de nanomateriales para desarrollar plataformas bioanalíticas que permitan la construcción de biosensores ofrece múltiples ventajas y una promisoria perspectiva de aplicación en diversas áreas. En la actualidad, los laboratorios de análisis clínicos, la industria farmacéutica y alimentaria, y los laboratorios de control bromatológico y ambiental requieren de metodologías analíticas que proporcionen resultados exactos, reproducibles, rápidos, sensibles y selectivos empleando pequeños volúmenes de muestra, con un mínimo consumo de reactivos y una producción de deshechos limpia y escasa. Las investigaciones en nanobiosensores se encuentran dirigidas hacia el logro de estas metas. Uno de los grandes desafíos es lograr biosensores miniaturizados con potencialidad para el desarrollo de dispositivos de medición descentralizada (“point of care”) y la detección simultánea de multianalitos. Aún cuando se han hecho innumerables desarrollos en los casi 50 años de vida de los biosensores, todavía hay numerosos interrogantes por dilucidar. La modificación con nanomateriales juega un rol preponderante en los transductores tanto en los electroquímicos como en los plasmónicos. El uso de películas delgadas de Au para SPR modificadas con grafeno u óxido de grafeno, es un campo de una enorme potencialidad y sin embargo es muy poco explotado, por lo que reviste gran importancia. En lo referido a la capa de biorreconocimiento, se trabajará con moléculas capaces de establecer interacciones de bioafinidad, como los anticuerpos y también moléculas que son muy poco usadas en nuestro país y en Latinoamérica como ADN, aptámeros, PNA y lectinas. RESUMEN: El Objetivo general de este proyecto es desarrollar nuevas plataformas bioanalíticas para la detección de diferentes eventos de bioafinidad a partir de la integración de transductores electroquímicos (EQ) y plasmónicos con materiales nanoestructurados (nanotubos de carbono, nanoláminas de grafeno, nanoalambres metálicos); biomoléculas (ADN, “peptide nucleic acid” (PNA), aptámeros, anticuerpos, lectinas) y polímeros funcionalizados con moléculas bioactivas. Las arquitecturas supramoleculares resultantes estarán dirigidas al desarrollo de biosensores EQ y plasmónicos para la cuantificación de biomarcadores de relevancia clínica y medioambiental. Se funcionalizarán CNT, grafeno, óxido de grafeno, nanoalambres metálicos empleando homopéptidos y proteínas con alta afinidad por cationes metálicos, los que se integrarán a transductores de carbono y oro y biomoléculas de reconocimiento capaces de formar complejos de afinidad (antígeno-anticuerpo, aptámero-molécula blanco, ADN-ADN, PNA-ADN, lectinas-hidratos de carbono, ligandos-cationes metálicos y avidina-biotina). Se sintetizarán y caracterizarán nuevos monómeros y polímeros funcionalizados con moléculas bioactivas y/o grupos rédox empleando diferentes rutas sintéticas. Se desarrollarán genosensores para la detección del evento de hibridación de secuencias de interés médico (cáncer de colon y de mama, tuberculosis); aptasensores para la detección de marcadores proteicos de T. cruzi, enfermedades cardiovasculares y contaminantes catiónicos; inmunosensores para la detección de biomarcadores proteicos relacionados con enfermedades cardiovasculares y cáncer; y biosensores de afinidad con lectinas para la detección de hidratos de carbono. La caracterización de las plataformas y las señales analíticas se obtendrán empleando las siguientes técnicas: voltamperometrías cíclica, de pulso diferencial y de onda cuadrada; stripping; resonancia de plasmón superficial; espectroscopía de impedancia electroquímica; microscopías de barrido electroquímico, SEM, TEM, AFM,SNOM, espectroscopías: UV-vis, FTIR,Raman;RMN, TGA y DSC.

A pore-forming haemolysin from the hookworm, Ancylostoma caninum

Hookworms feed on blood, but the mechanism by which they lyse ingested erythrocytes is unknown. Here we show that Ancylostoma caninum, the common dog hookworm, expresses a detergent soluble, haemolytic factor. Activity was identified in both adult and larval stages, was heat-stable and unaffected by the addition of protease inhibitors, metal ions, chelators and reducing agents. Trypsin ablated lysis indicating that the haemolysin is a protein. A closely migrating doublet of hookworm proteins with apparent molecular weights of 60-65 kDa bound to the erythrocyte membrane after lysis of cells using both unlabeled and biotinylated detergent-solubilised hookworm extracts. In addition, separation of detergent-soluble parasite extracts using strong cation-exchange chromatography, resulted in purification of 60-65 kDa proteins with trypsin-sensitive haemolytic activity. Erythrocytes lysed with particulate, buffer-insoluble worm extracts were observed using scanning electron microscopy and appeared as red cell ghosts with approximately 100 nm diameter pores formed in the cell membranes. Red blood cell ghosts remained visible indicating that lysis was likely caused by pore formation and followed by osmotic disruption of the cell. (C) 2004 Australian Society for Parasitology Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Doença de Chagas: caracterização de formas clínicas e estratificação do risco de morte no Oeste do Estado do Rio Grande do Norte

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Effect of Tripanosomicide Benznidazole (Rochagan®) on the Biodistribution of Sodium Pertechnetate (Na99mTcO4) in Wistar Rats

Benznidazole, a drug with specific anti-Trypanosoma cruzi activity, is used in the treatment of Chagas’ disease. The radiopharmaceutical sodium pertechnetate (Na99mTcO4) is used to obtain diagnostic images of the stomach, thyroid, parathyroids, salivary glands, brain and in the study of esophageal reflux and blood flow. This study aimed at evaluating in vivo the influence of benznidazole treatment on the sodium pertechnetate biodistribution in Wistar rats. The percentage of radioactivity per gram (%ATI/g) of various organs (brain, heart, esophagus, stomach, small intestine, large intestine, spleen, liver, muscle and blood) was determined. Comparing the treated rats with the controls, we observed that sodium pertechnetate biodistribution did not change when administered to rats treated for thirty days with benznidazole

Effect of Tripanosomicide Benznidazole (Rochagan®) on the Biodistribution of Sodium Pertechnetate (Na99mTcO4) in Wistar Rats

Benznidazole, a drug with specific anti-Trypanosoma cruzi activity, is used in the treatment of Chagas’ disease. The radiopharmaceutical sodium pertechnetate (Na99mTcO4) is used to obtain diagnostic images of the stomach, thyroid, parathyroids, salivary glands, brain and in the study of esophageal reflux and blood flow. This study aimed at evaluating in vivo the influence of benznidazole treatment on the sodium pertechnetate biodistribution in Wistar rats. The percentage of radioactivity per gram (%ATI/g) of various organs (brain, heart, esophagus, stomach, small intestine, large intestine, spleen, liver, muscle and blood) was determined. Comparing the treated rats with the controls, we observed that sodium pertechnetate biodistribution did not change when administered to rats treated for thirty days with benznidazole

Búsqueda de triatóminos en el entorno familiar y presencia de la enfermedad de chagas en la población de 5 a 15 años, caserío San Rafael, cantón Guanacaste, municipio de Ciudad Barrios, departamento de San Miguel en el período de mayo a julio de 2014

La enfermedad de Chagas, también conocida como tripanosomiasis americana o Mal de Chagas-Mazza, es una enfermedad parasitaria tropical, generalmente crónica, causada por el protozoo flagelado Trypanosoma cruzi. Esta enfermedad afecta mayormente a las zonas con un gran índice de pobreza, siendo un problema en El Salvador, por lo cual se realizó el estudio de búsqueda de triatóminos en el entorno familiar y presencia de la enfermedad de Chagas en la población de 5 a 15 años, caserío San Rafael, cantón Guanaste, municipio de Ciudad Barrios, departamento de San Miguel en el período de mayo a julio de 2014. Se plantearon como Objetivos Aplicar los indicadores entomológicos en los vectores capturados y las viviendas inspeccionadas donde habita la población de 5 a 15 años de edad del caserío San Rafael y determinar la presencia de la enfermedad de Chagas en la población de 5 a 15 años de edad. La Metodología empleada en el estudio es de tipo prospectivo de corte transversal, descriptivo, de campo y de laboratorio. La población estuvo formada por 63 menores de edad y 37 viviendas. Resultados de esta investigación son: respecto a las viviendas se estudiaron 37 casas donde residen menores de 5 a 15 años de edad, encontrándose en viviendas un total de 22 vectores transmisores de la enfermedad, de las cuales en 3 (13.6%) de estas se encontraron positivas al parásito Trypanosoma cruzi; favorece a la proliferación de este vector en la comunidad el tipo de construcción de las viviendas, en las cuales predominó las casas de pared, piso y tierra con adobe, tierra y teja y bahareque, tierra y teja, respectivamente En la población se examinaron a 63 menores entre 5 a 15 años, de estos se detectaron 9 casos sospechosos y confirmaron 6 casos positivos, lo que equivale al 9% a la presencia de la enfermedad de Chagas. Conclusiones Se estudiaron 37 viviendas dado que en ellas habitan menores de 5 a 15 años, 10 de estas se encuentran infectadas con el vector. Encontrando un total de 22 chinches con un porcentaje de 27.02% de infestación de vivienda por Triatoma dimidiata. Se realizó una búsqueda dentro de las viviendas, con un índice de infestación intradomiciliar de 27.02%. A pesar de la búsqueda exhaustiva realizada en el área peridomiciliar de las viviendas no se logró encontrar el vector por lo tanto el índice de infestación peridomiciliar es de 0.0%. Al realizar la compresión abdominal de los 22 triatóminos capturados 3 resultaron positivos a la presencia del parásito, obteniéndose el índice de infestación natural de T. cruzi de 13.6%. De las chinches positivas, 2 de ellas fueron encontradas en viviendas de menores que salieron negativos a las pruebas parasitológicas directas e indirectas. Un factor importante para la detección de la enfermedad es que la comunidad esté informada completamente sobre los signos y síntomas de esta, y así evitar que la enfermedad pase desapercibida.

Enfermedad de Chagas en la población de 5 a 15 años de edad y búsqueda del vector en el ámbito familiar, caserío Los Orellana, cantón San Matías del municipio de Ciudad Barrios, departamento de San Miguel en el periodo de mayo a julio de 2014

La Enfermedad de Chagas es una enfermedad causada por un parásito llamado Trypanosoma cruzi, que puede vivir en la sangre y en los tejidos de personas y animales y en el tubo digestivo de unos insectos conocidos como triatóminos o chinches. El OBJETIVO de esta investigación fue detectar casos de la Enfermedad de Chagas en la población de 5 a 15 años de edad en el caserío Los Orellana y determinar la presencia de Triatoma dimidiata en el ámbito familiar de la población en estudio. METODOLOGÍA: El estudio fue prospectivo, transversal, descriptivo, de campo y de laboratorio. La población estuvo constituida por 66 menores en edades de 5 a 15 años que cumplieron con los criterios de inclusión. Así como también la búsqueda de Triatoma dimidiata que se llevó a cabo en las viviendas donde se buscó el vector. Se llenó una cédula de entrevista con respuestas de los representantes de cada hogar inspeccionado la cual constaba de 8 preguntas referentes a la investigación. A los vectores capturados se les realizó la técnica de compresión abdominal en busca del parásito Trypanosoma cruzi en la deyecciones de estos. Posteriormente se procedió a tomar una muestra de sangre a los menores que participaron en el estudio para realizar las pruebas parasitológicas que fueron el frotis de sangre periférica, gota gruesa y concentrado de Strout en busca del parásito en la sangre y las pruebas serológicas de ELISA Tercera y Cuarta generación e Inmunofluorescencia Indirecta para confirmar los casos que resultaron reactivos. RESULTADOS OBTENIDOS: El porcentaje de casas infestadas con Triatoma dimidiata fue de 9 (21.43 %) habiendo capturado 28 triatóminos los cuales 3 presentaron el parásito que corresponde al 10.71 %. En los métodos parasitológicos directos (Frotis de sangre periférica, Gota gruesa y Concentrado de Strout) no se observó la presencia del parásito; El método serológico indirecto ELISA de Tercera generación dio como resultado 3 casos reactivos (4.5%) procediéndose a realizar su respectiva confirmación a través de ELISA de Cuarta generación e Inmunofluorescencia Indirecta, detectándose anticuerpos anti - Trypanosoma cruzi tipo IgG en las tres muestras. CONCLUSIÓN: Se encontró en un 21.43 % (9) de las casas la presencia del vector transmisor de la Enfermedad de Chagas los cuales se analizaron encontrándose en el 10.71 % (3) la presencia del parásito. Finalmente se encontró el 4.5 % (3) de los menores con la enfermedad en su fase crónica.

Caracterização físico-química de complexo de inclusão entre hidroximetilnitrofurazona e hidroxipropil-beta-ciclodextrina

Hydroxymethylnitrofurazone (NFOH) is a prodrug that is active against Trypanosoma cruzi. It however presents low solubility and high toxicity. Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin (HP-beta-CD) can be used as a drug-delivery system for NFOH modifying its physico-chemical properties. The aim of this work is to characterize the inclusion complex between NFOH and HP-beta-CD. The rate of NFOH release decreases after complexation and thermodynamic parameters from the solubility isotherm studies revealed that a stable complex is formed (deltaGº= 1.7 kJ/mol). This study focuses on the physico-chemical characterization of a drug-delivery formulation that comes out as a potentially new therapeutic option for Chagas disease treatment.

Estrutura de populações de Rhodnius neglectus Lent e Psammolestes tertius Lent & Jurberg (Hemiptera, Reduviidae) em ninhos de pássaros (Furnariidae) presentes na palmeira Mauritia flexuosa no Distrito Federal, Brasil

Rhodnius neglectus Lent, 1954 {Rn}e Psammolestes tertius Lent & Jurberg, 1965 {Pt} são triatomíneos que ocorrem em ninhos de aves, principalmente da família Furnariidae. O ciclo biológico dessas espécies é conhecido em condições de laboratório, sendo poucos estudos em ecótopos silvestres. Para analisar a infestação e estrutura de populações de Rn e Pt em ninhos de aves presentes na palmeira Mauritia flexuosa Linnaeus, em duas estações climáticas do Brasil Central, foram amostradas 41 palmeiras com evidências de nidificação dePhacellodomus ruber Vieillot, 1817 (22 na estação chuvosa e 19 na estação seca) em quatro áreas do Distrito Federal. Os insetos foram capturados usando-se coleta manual na copa da palmeira, identificados morfologicamente, separados por sexo e estádio ninfal. Fezes e glândulas salivares de Rn foram examinadas para verificar infecção por Trypanosoma cruzi Chagas, 1909 e/ou T. rangeli Tejera, 1920. Trinta e cinco palmeiras com ninhos de P. ruber estavam infestadas por Rn (85%) e 22 por Pt (53%). 442 indivíduos foram coletados na estação seca (200 Rn e 242 Pt) e 267 na estação chuvosa (136 Rn e 131 Pt). O único fator relacionado significativamente com a densidade de triatomíneos nas palmeiras foi a área. A estrutura etária das populações mostrou: a) maior abundância de adultos nas populações de Pt, b) maior abundância de machos em ambas as espécies e c) presença de fêmeas ovipondo em ambas as estações. Nenhum dos 177 triatomíneos examinados estava infectado por T. cruzi ou T. rangeli. A estrutura etária das populações de Rn e Pt não diferiu significativamente entre as estações amostradas, indicando ausência de marcada sazonalidade para essas espécies. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Domestic Rhodnius ecuadoriensis (Hemiptera, Reduviidae) infestation in Northern Peru: a comparative trial of detection methods during a six-month follow-up

Two passive methods in the assessment of intradomiciliary infestation by Rhodnius ecuadoriensis were tested: (i) the Gomes Nuñez sensor box (GN), (ii) sheets of white typing paper and (iii) one active timed manual method. The study was carried out in the Alto Chicama River Valley, Province of Gran Chimú, Department of La Libertad. The study design consisted of an initial searching of triatomines inside of the domestic environment by the manual capture active procedure (man/hour) covering all the studied houses. Then, matched pairs of GN boxes and paper sheets were simultaneously installed in the bedrooms of 207 households distributed in 19 localities. A comparative prospective trial of these passive detection devices were monitored at 2, 4 and, finally 6 months follow-up. Parasitological Trypanosoma rangeli and/or T. cruzi infections were investigated in two houses with high level of infestation by R. ecuadoriensis.16.9% of the 207 households investigated by an initial active manual method were infested with R. ecuadoriensis. The proportion of infested houses fluctuated from 6.2 to 55.5% amongst the 19 localities investigated. T. rangeli natural infection was detected in R.ecuadoriensis specimens collected in two households. Parasite rates in the bugs ranged from 16.6 to 21.7% respectively. The most striking fact was an average rate of salivary gland infection ranging from 7.4 to 8.3%. At the end of the sixth month period, a cumulative incidence of 31.4% of positive GN boxes against 15.9% for paper sheets was recorded. All three methods combined detected domestic infestation in 129 (62.3%) of the 207 houses studied in the 19 localities. The range of houses infested varies from 6.7% to 92.9%. In areas with low bug density infestation rates, the methodology experienced in our studies, seems to be the best choice for investigations on domestic R. ecuadoriensis populations.

Detecção parasitológica e molecular de tripanossomatídeos em triatomíneos sinantrópicos e primatas neotropicais no Brasil central

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, 2016.

Behavioural alterations are independent of sickness behaviour in chronic experimental Chagas disease

The existence of the nervous form of Chagas disease is a matter of discussion since Carlos Chagas described neurological disorders, learning and behavioural alterations in Trypanosoma cruzi-infected individuals. In most patients, the clinical manifestations of the acute phase, including neurological abnormalities, resolve spontaneously without apparent consequence in the chronic phase of infection. However, chronic Chagas disease patients have behavioural changes such as psychomotor alterations, attention and memory deficits, and depression. In the present study, we tested whether or not behavioural alterations are reproducible in experimental models. We show that C57BL/6 mice chronically infected with the Colombian strain of T. cruzi (150 days post-infection) exhibit behavioural changes as (i) depression in the tail suspension and forced swim tests, (ii) anxiety analysed by elevated plus maze and open field test sand and (iii) motor coordination in the rotarod test. These alterations are neither associated with neuromuscular disorders assessed by the grip strength test nor with sickness behaviour analysed by temperature variation sand weight loss. Therefore, chronically T. cruzi-infected mice replicate behavioural alterations (depression and anxiety) detected in Chagas disease patients opening an opportunity to study the interconnection and the physiopathology of these two biological processes in an infectious scenario.

Commercial enzyme-linked immunosorbent assay versus polymerase chain reaction for the diagnosis of chronic Chagas disease: a systematic review and meta-analysis

Chronic Chagas disease diagnosis relies on laboratory tests due to its clinical characteristics. The aim of this research was to review commercial enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and polymerase chain reaction (PCR) diagnostic test performance. Performance of commercial ELISA or PCR for the diagnosis of chronic Chagas disease were systematically searched in PubMed, Scopus, Embase, ISI Web, and LILACS through the bibliography from 1980-2014 and by contact with the manufacturers. The risk of bias was assessed with QUADAS-2. Heterogeneity was estimated with the I2 statistic. Accuracies provided by the manufacturers usually overestimate the accuracy provided by academia. The risk of bias is high in most tests and in most QUADAS dimensions. Heterogeneity is high in either sensitivity, specificity, or both. The evidence regarding commercial ELISA and ELISA-rec sensitivity and specificity indicates that there is overestimation. The current recommendation to use two simultaneous serological tests can be supported by the risk of bias analysis and the amount of heterogeneity but not by the observed accuracies. The usefulness of PCR tests are debatable and health care providers should not order them on a routine basis. PCR may be used in selected cases due to its potential to detect seronegative subjects.

The dynamics of Brazilian protozoology over the past century

Brazilian scientists have been contributing to the protozoology field for more than 100 years with important discoveries of new species such as Trypanosoma cruzi and Leishmania spp. In this work, we used a Brazilian thesis database (Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel) covering the period from 1987-2011 to identify researchers who contributed substantially to protozoology. We selected 248 advisors by filtering to obtain researchers who supervised at least 10 theses. Based on a computational analysis of the thesis databases, we found students who were supervised by these scientists. A computational procedure was developed to determine the advisors’ scientific ancestors using the Lattes Platform. These analyses provided a list of 1,997 researchers who were inspected through Lattes CV examination and allowed the identification of the pioneers of Brazilian protozoology. Moreover, we investigated the areas in which researchers who earned PhDs in protozoology are now working. We found that 68.4% of them are still in protozoology, while 16.7% have migrated to other fields. We observed that support for protozoology by national or international agencies is clearly correlated with the increase of scientists in the field. Finally, we described the academic genealogy of Brazilian protozoology by formalising the “forest” of Brazilian scientists involved in the study of protozoa and their vectors over the past century.