Síntesis de derivados nucleosídicos con potencial actividad antiviral

La infección por el Virus de Inmunodeficiencia Humana tipo 1 (HIV-1), agente causal del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) está descripta como la epidemia más importante de los '90 y tal vez del siglo. A pesar de los esfuerzos a nivel mundial, no ha sido exitosa la obtención de compuestos efectivos para la profilaxis y tratamiento del SIDA con un índice terapéutico óptimo. Dado que el HIV-1 es un retrovirus, la transcriptasa reversa se ha convertido en un objetivo importante en la quimioterapia de esta enfermedad. Clínicamente se utiliza como inhibidor de dicha enzima, la zidovudina (3'-azido-3'-deoxitimidina, AZT, 1) y como drogas alternativas en pacientes infectados con el virus HIV, que no responden a la monoterapia con AZT, la zalcitabina (2',3'-dideoxicitidina, ddC, 2) y la didanosina (2',3'-dideoxiinosina, ddl, 3). Estos nucleósidos, al igual que el AZT, actúan como finalizadores de la cadena proviral e inhibidores competitivos de la transcriptasa reversa. Nuestro grupo de trabajo está abocado a la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas y, por lo tanto, encaró la síntesis de análogos de AZT por introducción de halógenos (3'-azido-6-bromo-3'-deoxitimidina, AZT-Br) y por asociación molecular con derivados del ácido isonicotínico (3'-azido-3'-deoxi-5'-O-isonicotinoiltimidina, AZT-ISO). Estos compuestos demostraron poseer una muy importante actividad biológica frente a HIV-1 y una moderada (pero significativa desde el punto de vista terapéutico) actividad frente a infecciones bacterianas. Basándonos en estos alentadores resultados hemos continuado la síntesis de derivadores de AZT con la finalidad de realizar estudios sobre Relación Estructura-Actividad Biológica (QSAR), para lo cual es necesario tener una base de datos lo más completa posible. El trabajo tiene como objetivo la obtención de nuevos fármacos que modulen la conducta farmacocinética de los principales agentes utilizados actualmente en la terapia contra el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (AZT, ddC, ddl). Para tal fin, planificamos la síntesis de derivados de AZT (1), ddC (2) y ddl (3), por modificación de la posición-5'. Dicha modificación favorecerá la farmacocinética de esas drogas ya que puede disminuir la glucoronidación de la posición-5' y, por lo tanto, la velocidad de metabolización. Además, dado que actualmente la terapia para el SIDA involucra el tratamiento de las infecciones oportunistas (principalmente la tuberculosis), se propone la asociación de 1-3 con ácido p-aminosalicílico (PAS, 4).

Búsqueda de potenciales agentes antivirales a partir de plantas nativas argentinas. Search for potential antiviral compounds from native argentinians plants.

A pesar de de la gran oferta de fármacos, existen aún patologías que no cuentan con un tratamiento farmacológico efectivo o que su terapéutica provoca efectos indeseables. Según la OMS, la mayoría de las enfermedades nuevas, son patologías emergentes y re-emergentes causadas por virus. Además, existen enfermedades virales endémicas que siguen afectando a nuestro país, como el virus Junín (VJ) y el virus Encefalitis San Luis (ESL). Los problemas que plantean las infecciones virales endemo-epidémicas emergentes y re-emergentes con la aparición de brotes de enfermedades sistémicas y/o neurológicas de diferente magnitud, forman parte de nuestra realidad cotidiana y constituyen una constante amenaza, no sólo para nuestro país sino para el resto del mundo. Para la mayoría de estas enfermedades regionales, no existe un tratamiento adecuado, ya que las actuales drogas sintéticas antivirales muchas veces no resultan exitosas y hasta algunos virus se vuelven resistentes a las mismas. Por lo que se hace necesaria la búsqueda de nuevos agentes terapéuticos.La OMS promueve fuertemente la investigación de plantas nativas, utilizadas en la medicina folclórica, para la obtención de nuevos agentes medicinales. Asimismo, existen estudios etnobotánicos que demuestran que varias plantas de nuestro país, pueden ser seleccionadas de acuerdo a su uso en la medicina tradicional para el tratamiento de distintas infecciones virales. Otra fuente de estudio son las especies reconocidas como tóxicas, ya que contienen sustancias activas que pueden constituirse en posibles agentes terapéuticos, dado que está ampliamente demostrado que regulando la dosis, un principio activo (PA) puede producir un efecto tóxico o beneficioso.Por lo que se plantea como hipótesis que las plantas nativas tóxicas y las utilizadas en la medicina tradicional del centro-norte de Argentina poseen compuestos con potencial efecto antiviral.Este proyecto constituye un trabajo interdisciplinario que tiene como objeto de estudio la evaluación química de diferentes especies autóctonas con el fin de obtener compuestos naturales con potencial actividad antiviral.Los objetivos específicos son: a) Evaluar la actividad citotóxica, virucida y antiviral in vitro de diferentes extractos de plantas autóctonas.b) Aislar, purificar e identificar los metabolitos secundarios mayoritarios de los extractos activos.c) Estudiar la citotoxicidad y actividad virucida y antiviral in vitro de los compuestos purificados químicamente.d) Establecer sus posibles mecanismos de acción.El estudio abarca especies vegetales que habitan la región centro y norte del país. Y se han elegido distintos modelos virales (ADN y ARN), que están asociados a infecciones emergentes, re-emergentes y endémicas que afectan a nuestro país. Los extractos que resulten activos frente a algunos de los virus ensayados, serán seleccionados para el aislamiento, purificación e identificación de sus PA. Para ello se recurrirá a técnicas cromatográficas, aplicando para su identificación técnicas analíticas espectroscópicas (UV-V, IR, EIMS, RMN-1H y 13C). La actividad virucida y antiviral "in vitro" de los compuestos puros se evaluará mediante el ensayo de reducción de placas y mediante el método de captación rojo neutro (RN) y la prueba de reducción del MTT. Para ello, se ensayarán los compuestos a las concentraciones no citotóxicas, determinadas sobre células Vero, mediante la evaluación de la viabilidad celular. Se realizarán transformaciones químicas a los fines de mejorar la actividad biológica en relación a la citotoxicidad exhibida, realizando estudios de estructura - actividad. Se espera obtener compuestos de origen natural con actividad antiviral y con baja o nula toxicidad, estableciendo sus posibles mecanismos de acción. De manera de plantear soluciones terapéuticas y/o preventivas a los problemas derivados de las infecciones virales emergentes, re-emergentes y endémicas que afectan a países en desarrollo.

Coinfecciones virales y análisis de marcadores de autoinmunidad en individuos con infección VIH/SIDA

Las coinfecciones con otros virus han emergido como un importante problema de salud en individuos con infección por Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) en la era de la terapia antiretroviral de alta eficacia y todos ellos propuestos como inductores de autoinmunidad. Los objetivos para esta etapa del proyecto son: Dilucidar el perfil de marcadores serológicos de autoinmunidad en pacientes con infección por VIH y coinfectados con virus de la hepatitis B (VHB) y /o virus de la hepatitis C (VHC) y desarrollar una metodología para monitorear anticuerpos contra múltiples auto-antígenos. En pacientes mono y coinfectados con VIH, VHB o VHC, con o sin tratamiento antiviral, se determinará la presencia de marcadores de autoinmunidad y su relación con la carga viral, linfocitos T-CD4+, nivel sérico de inmunoglobulinas y componentes del complemento, marcadores de daño hepático, genotipo del VHC y tratamiento antiviral. La caracterización de marcadores de autoinmunidad posibilitará identificar pacientes con mayor compromiso clínico y diferente respuesta al tratamiento antiviral. El desarrollo de una metodología para la detección simultánea de distintos auto-anticuerpos permitirá monitorear el perfil autoinmune en una sola determinación y ofrecer al equipo médico una determinación que evite la prescripción individual de cada uno de éstos auto-anticuerpos.

Modificaciones de Parámetros Inmunológicos en niños infectados por virus Varicela-Zoster

En nuestro país se infectan anualmente de varicela entre 350 y 400 mil individuos. El 90% son menores de 10 años y la mayoría de casos fatales ocurren en pacientes inmunocomprometidos. Los costos sanitarios directos causados por esta enfermedad alcanzan los 2 millones de dólares por año, además de los gastos generados por el lucro cesante de los padres de los niños afectados. Los niños alérgicos con crisis asmáticas a repetición que no realizan el tratamiento adecuado suelen recibir frecuentes dosis de glucocorticoides de difusión sistémica, con propiedades inmunosupresoras. (...) Se ha visto que existe una relación directa entre la frecuencia de neumonía por virus de varicela zoster (V-Z) e incidencia de mortalidad. (...) Aciclovir es una droga inerte para células sanas y de actividad específica contra el virus que reduce la severidad y extensión de las lesiones, favorece la curación y las posibilidades de las recurrencias. Aciclovir ha demostrado ser significativamente útil para reducir el tiempo de aparición de nuevas lesiones, su número, porcentaje de pacientes febriles en los primeros días y el número de lesiones residuales hipopigmentadas al mes. Se ha establecido que Aciclovir es un antiviral de elección en el tratamiento de las infecciones herpéticas. Sin embargo, en pacientes inmunosuprimidos infectados con virus Herpes y tratados con la droga pueden surgir mutantes virales resistentes. Se evaluará la eficiencia del antiviral Aciclovir en pruebas "in vitro". (...) Se estudiarán 60 niños alérgicos menores de 10 años infectados por virus VZ (varicela o herpes). (...)

Infección de macrófagos con el Virus Encefalitis Saint Louis: efecto sobre el fenotipo celular y la apoptosis.

El virus Encefalitis Saint Louis (VESL) (género Flavivirus) experimenta una re-emergencia en la región central del país, con la ocurrencia de un brote en Córdoba y el aislamiento de cepas de distintos genotipos. Está demostrado que los Flavivirus neurotrópicos, como VESL, replican en macrófagos y células dendríticas, tanto en el tejido local como en nódulos linfáticos satélites, para luego llegar a torrente sanguíneo y ser transportados a sistema nervioso central. Es así que el nivel de viremia inicial es regulado por la depuración del virus que realizan los macrófagos. Estas células reconocen a los virus por medio de receptores de reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos, que incluyen a los receptores Toll-like (TLR). La relación entre los TLR y los virus, se fundamenta en tres aspectos: 1) los TLR al ser estimulados por moléculas derivadas de virus activan vías de señalización que inducen la producción de citoquinas pro-inflamatorias, como TNF- , IL-1, 6, 8 y 18, INF-  y , que median la respuesta inmune antiviral; 2) las señales que dependen de los TLR median efectos inmunopatogénicos, como la apoptosis y la patogénesis del virus; 3) algunas estrategias terapéuticas o profilácticas antivirales se basan en la estimulación de los TLR mediante los respectivos agonistas. Como parte de la respuesta del macrófago a la infección viral, hay proliferación, diferenciación y muerte celular. A la hora de morir, estas células pueden seguir el camino que lleva a la necrosis o el de la apoptosis. Durante la activación de la respuesta inmune frente a antígenos extraños, la apoptosis es requerida para eliminar las células efectoras, una vez que han ejecutado su función y así evitar el desarrollo de procesos deletéreos para el huésped. Estudios realizados con distintos Flavivirus documentan el incremento de apoptosis de macrófagos durante la progresión de la infección y también su relación con la severidad de la patología. De acuerdo a los antecedentes expuestos, se formulan las siguientes hipótesis de estudio: 1-El fenotipo de activación del macrófago infectado con VESL está relacionado con el genotipo viral. 2-La clase de inmunomoduladores liberados y el grado de apoptosis de los macrófagos infectados con el VESL dependen del receptor de reconocimiento utilizado por el virus.El objetivo principal es caracterizar la respuesta inmune inducida en macrófagos infectados in vitro con diferentes genotipos de VESL. Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos: 1-Determinar la capacidad de replicación de VESL en macrófagos.2-Evaluar la expresión de molécula de superficie, receptores y la producción de inmunomoduladores en macrófagos infectados con VESL.3-Analizar el impacto de la infección con VESL sobre la apoptosis de macrófagos.4-Correlacionar la expresión de antígenos de superficie, receptores, producción de inmunomoduladores, apoptosis y carga viral con el genotipo viral que infecta al macrófago.Se utilizará una línea línea celular mieloide U937 y cepas del VESL genotipo III, V y VII. Se estudiará la infección de las mismas y determinará la expresión de: CD14, CD16, CD54/ICAM-1, HLA-DR, Fas, R-TNF, CD86, IL4R, TLR2, TLR3, TLR4 y TLR7 por Citometría de Flujo. En el sobrenadante de los cultivos infectados se cuantificarán las concentraciones de IFN-, IFN-, TNF-, IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-18 y TGF- por técnica de ELISA.Se determinará la apoptosis en los macrófagos infectados mediante marcación con Anexina V-Ficoeritrina y análisis de fragmentación del ADN.La emergencia de esta virosis en nuestro medio amerita abordar distintos aspectos de la respuesta inmune en esta infección. El conocimiento de las características de la activación del macrófago cuando se infecta con VESL, los inmunomoduladores liberados y el impacto de la infección sobre la apoptosis de ésta célula, aportaría posibles blancos para el diseño futuro de estrategias terapéuticas o profilácticas contra esta infección.

Producción de factores de virulencia por fitopatógenos bacterianos de soja. Utilización de productos naturales como biocontrol. Production of virulence factors by soybean bacterial phytopathogens. The use of natural products as biocontrolers.

En Argentina el cultivo de soja ocupa el primer lugar en superficie sembrada. El 90% de la producción se obtiene en la zona central del pais. La siembra directa favorece la multiplicación y supervivencia de fitopatógenos causantes de tizón y pústula bacterianos. El tizón es producido por Pseudomonas syringae pv. glycinea observándose manchas marrones en las hojas. Produce gran variedad de toxinas: coronatina, faseolotoxina, siringomicina, tabtoxina, proteínas “nucleation ice”, entre otras, las cuales contribuyen a la clorosis y necrosis. En la infección, además, están involucrados exopolisacáridos (levano y alginato). La celulosa ha sido relacionada en la adhesión bacteriana y en la formación de biofilm. La pústula es causada por Xanthomonas axonopodis pv. glycines. Produce manchas pequeñas con una pequeña pústula de color claro. Libera enzimas como α-amilasa, proteasa, endo β-mannanasa, actividad peptolítica, que degradan componentes vegetales. Xantan, producido por X. axonopodis es uno de los componentes necesarios para la formación de biofilm. Este último es considerado un importante factor de virulencia porque proporciona una estrategia de colonización que otorga mayor resistencia a ambientes desfavorables, tolerancia a antimicrobianos, producción de metabolitos y exoenzimas, etc. Actualmente el control de bacterias fitopatógenas se realiza mediante pesticidas con alta toxicidad para los consumidores y el ambiente. Para evitar las bacteriosis en la práctica se sugiere la rotación de cultivos y utilizar semillas certificadas. Se están probando compuestos naturales derivados de plantas medicinales como pesticidas; estos se pueden dividir en varias categorías fitoquímicas. Varios estudios confirman la actividad antibacteriana, antifúngica y antiviral de estos productos. Extractos vegetales con alto contenido de flavonoides y aceite esenciales poseen una importante actividad antibacteriana. Además, algunos aceites esenciales podrían estar incidiendo en la liberación y/o producción de biofilm, exopolisacáridos y exoproteínas. La gran incidencia de las infecciones por fitopatógenos y las pérdidas económicas que estas acarrean hacen que su control presente grandes dificultades para la agricultura sustentable en soja de nuestro país. En este trabajo se propone estudiar los diferentes factores de virulencia de cepas bacterianas fitopatógenas y evaluar el rol que cumplen en el proceso de la enfermedad en cultivos de soja y desarrollar estrategias para el control de bacteriosis vegetales aplicando productos naturales aislados de plantas aromáticas. La correcta utilización de productos antimicrobianos de origen natural aplicados sobre el cultivo y/o sobre las semillas evitaría la dispersión de la enfermedad y la eliminación al medio ambiente de productos contaminantes no deseados. In Argentina, soybean cultivation occupies the first place; 90% of this cereal is produced in the central region of the country. Intensive tillage practices favour multiplication and survival of bacterial phytopathogens causing blight and pustule diseases. Pseudomonas syringae pv. glycinea produce several toxins like coronatine, faseolotoxine, siringomicine, tabtoxine and proteins of nucleation ice that contribute to the develop of chlorosis and necrosis, characteristic of bacterial blight. It also produces levan and alginate, cellulose and biofilm. Pustule disease is caused by Xanthomonas axonopodis pv glycines, which produce enzymes like α-amilase, protease, endo β-mannanase, peptolitic activity, xanthan and biofilm. Nowadays the control of phytopathogenic bacteria consists in the application of pesticides that are toxic for the environment and man. Natural products from medicinal plants are a new alternative for the treatment of phytopathogens. Researches made with phytochemical compounds (flavonoids, phenols, quinones, cummarines, essential oils, terpenes) support the antimicrobial activity of these natural products. What is more, these substances could suppress the biofilm, exoproteins and exopolisaccharides formation and release of them. The infections caused by phytopathogens provoke economical loses and its control presents big difficulties in our country. The proposal of this work is the characterization of phytopatoghenic strains, its virulence factors and the role they play in the disease process. The development of a new alternative for the control of vegetable bacteriosis using natural products obtained from aromatic plants and the correct application of them on sown fields or on seeds is also an objective in this work.