Synthesis, X-ray Crystal Structure and Theoretical Calculations of Antileishmanial Neolignan Analogues

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Natural Products from Garcinia brasiliensis as Leishmania Protease Inhibitors

The infections by protozoans of the genus Leishmania are a major worldwide health problem, with high endemicity in developing countries. The drugs of choice for the treatment of leishmaniasis are the pentavalent antimonials, which cause renal and cardiac toxicity. As part of a search for new drugs against leishmaniasis, we evaluated the in vitro Leishmania protease inhibition activity of extracts (hexanic, ethyl-acetate, and ethanolic) and fukugetin, a bioflavonoid purified from the ethyl-acetate extract of the pericarp of the fruit of Garcinia brasiliensis, a tree native to Brazilian forests. The isolated compound was characterized by using spectral analyses with nuclear magnetic resonance, mass spectroscopy, ultraviolet, and infrared techniques. The ethyl-acetate extract and the compound fukugetin showed significant activity as inhibitors of Leishmania's proteases, with mean (+/- SD) IC(50) (50% inhibition concentration of protease activity) values of 15.0 +/- 1.3 mu g/mL and 3.2 +/- 0.5 mu M/mL, respectively, characterizing a bioguided assay. In addition, this isolated compound showed no activity against promastigote and amastigote forms of L. (L.) amazonensis and mammalian cells. These results suggest that fukugetin is a potent protease inhibitor of L. (L.) amazonensis and does not cause toxicity in mammalian or Leishmania cells in vitro. This study provides new perspectives on the development of novel drugs that have leishmanicidal activity obtained from natural products and that target the parasite's proteases.

Tratamento da leishmaniose cutanea difusa (LCD) com a associacao antimoniato-N-metilglucamina (Glucantime®) e sulfato de paramomicina (Gabbrox®)

Diffuse cutaneous leishmaniasis (DCL) is a rare form of tegumentary leishmaniasis (TL) and 350 cases have been reported world wide. Presently in Brazil, there were 31 cases reported corresponding to 8.9% of the world cases. The state of Maranhao contributed with ten cases (32.3%) of national reports. Recently the authors had opportunity to follow two new cases of DCL, both from the countryside of that state totaling 12 cases. The parasite Leishmania L. amazonensis was incriminated in the disease, confirming the available data as being the unique species to produce DCL in this state. The therapy associating meglumine anthimoniate with paramomicine sulphate (Gabbrox®) during 90 days, showed good tolerance and favorable response, being another option for fills form of DCL that constituted a challenge to science so far.

Sponge spicules indicate Holocene environmental changes on the Nabileque River floodplain, southern Pantanal, Brazil

Sponge spicules are siliceous microfossils that are especially useful for analysis of sandy fluvio-lacustrine sediments. Sponge spicules in a long sediment core (~550 cm below surface), consisting of fine sand, sandy silt, and organic-rich mud, recovered from the floodplain of the Nabileque River, southern Pantanal, Brazil (S20°16′38. 3″/W57°33′00. 0″), form the basis of a novel paleoenvironmental interpretation for this region. Optically stimulated luminescence dates constrain the timing of deposition to the middle-late Holocene and all spicules identified are typical of the Brazilian cerrado biome. The base of the section is dominated by Oncosclera navicella Carter 1881, Metaniaspinata Carter 1881, and Corvospongilla seckti Bonetto and Ezcurra de Drago 1966, which indicate a lotic to semi-lotic environment strongly influenced by an actively meandering river channel at ~6. 7-5. 7 ka BP. The appearance of Heterorotula fistula Volkmer-Ribeiro and Motta 1995, Dosilia pydanieli Volkmer-Ribeiro 1992 and Radiospongilla amazonensis Volkmer-Ribeiro and Maciel 1983 at ~340 cm downcore suggests a reduction in flowing water and a more stable lentic environment, consistent with deposition in an oxbow lake. This oxbow lake environment existed during an interval of regional aridity between ~4. 5 and 3. 9 ka BP. Spicules, as well as phytoliths and diatoms, are highly variable moving up-section, with species from both lotic and lentic ecosystems present. Above ~193 cm, the total abundance of spicules declines, consistent with wetter climate conditions and development of an underfit river similar to the modern floodplain. Results support hypotheses related to migration of the Paraguay River inferred from geomorphological studies and add a key southern-region dataset to the emerging Holocene database of paleoenvironmental records from the Pantanal wetlands. © 2012 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Antiprotozoal activity of quinonemethide triterpenes from Maytenus ilicifolia (Celastraceae)

The present study describes the leishmanicidal and trypanocidal activities of two quinonemethide triterpenes, maytenin (1) and pristimerin (2), isolated from Maytenus ilicifolia root barks (Celastraceae). The compounds were effective against the Trypanosomatidae Leishmania amazonensis and Leishmania chagasi and Trypanosoma cruzi, etiologic agents of leishmaniasis and Chagas' disease, respectively. The quinonemethide triterpenes 1 and 2 exhibited a marked in vitro leishmanicidal activity against promastigotes and amastigotes with 50% inhibitory concentration (IC50) values of less than 0.88 nM. Both compounds showed IC50 lower than 0.3 nM against Trypanosoma cruzi epimastigotes. The selectivity indexes (SI) based on BALB/c macrophages for L. amazonensis and L. chagasi were 243.65 and 46.61 for (1) and 193.63 and 23.85 for (2) indicating that both compounds presented high selectivity for Leishmania sp. The data here presented suggests that these compounds should be considered in the development of new and more potent drugs for the treatment of leishmaniasis and Chagas' disease. © 2013 by the authors.

Caracterização da proteina LaRbp38: mapeamento do domínio de interação com ácidos nucléicos e identificação de possíveis proteínas parceiras

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Palinoestratigrafia na passagem do grupo Itararé ao Guatá (carbonífero-permiano) no sul do Estado do Paraná e norte do Estado de Santa Catarina, borda leste da Bacia do Paraná

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Synthesis, X-ray crystal structure and theoretical calculations of antileishmanial neolignan analogues

A síntese e a estrutura cristalina por difração de raios-X de dois análogos de neolignanas, 2-(4-clorofenil)-1-feniletanona (20) e 2-[tio(4-clorofenil)]-1-(3,4-dimetoxifenil)propan-1-ona (12) são descritas. O composto 12 apresenta atividade intracelular contra Leishmania donovani e Leishmania amazonensis de amastigotas que causam a leishmaniose tegumentar e visceral. Além disso, a teoria do funcional de densidade (DFT) com o funcional híbrido B3LYP foi empregado para calcular um conjunto de descritores moleculares para dezenove análogos sintéticos de neolignanas com atividades antileishmaniose. Posteriormente, a análise discriminante stepwise foi realizada para investigar possíveis relações entre a estrutura molecular e atividades biológicas. Por meio dessa análise os compostos foram classificados em dois grupos ativos e inativos de acordo com seu grau de atividade biológica, e as propriedades mais importantes foram as cargas de alguns átomos, a afinidade eletrônica e o ClogP.

Caracterização isoenzimática e por anticorpos monoclonais dos agentes da leismaniose tegumentar americana (LTA) na mesorregião do Baixo Amazonas, estado do Pará, Brasil

Existe uma diversidade de espécies de Leishmania prevalentes na região Amazônica associadas à LTA configurando a etiologia múltipla da doença e, apesar do conhecimento da elevada ocorrência desta protozoose na Mesorregião do Baixo Amazonas, à oeste do Estado do Pará, quase nada era sabido sobre os agentes etiológicos da doença na referida área. Nesse sentido, o presente trabalho propôs-se a caracterizar por eletroforese de isoenzimas as amostras de Leishmania isoladas de pacientes procedentes da Mesorregião do baixo Amazonas, verificando a existência da correlação geográfica das espécies encontradas com a sua distribuição regional previamente conhecida, e ainda, verificando a presença de variação intraespecífica. A caracterização das 43 amostras de Leishmania foi feita por eletroforese em gel de amido utilizando sete sistemas enzimáticos (6PGDH, PGM, G6PD, MPI, GPI, ASAT E ALAT), comparando seus perfis eletroforéticos com os perfis das sete cepas-referência das espécies conhecidas da região. As amostras foram testadas previamente por imunofluorescência indireta com o uso de um painel com 23 anticorpos monoclonais (sistema biotina-avidina) apenas como uma triagem. A caracterização isoenzimática das amostras permitiu o seguinte resultado: 11 (25,28%) amostras de L. (V) braziliensis, 20 (46,50%) de L.(V) guyanensis, 2 (4,60%) de L.(L.) amazonensis, 4 (9,30%) de L.(V) shawi e 6 (13,95%) de L.(V) lainsoni. A eletroforese isoenzimática apresentou elevado poder discriminatório para a identificação das amostras estudadas, permitindo concluir que esta técnica representa uma importante ferramenta para a caracterização dos parasitos do gênero Leishmania. Nas cepas de L. (V) braziliensis observou-se pela primeira vez na Mesorregião do Baixo Amazonas a ocorrência de variação intraespecífica revelada pela presença de três serodemas. Nas cepas de L. (V) guyanensis observou-se a presença de duas variantes, uma que apresentou reatividade com o monoclonal B 19 (espécie-específico), porém com variação nas enzimas 6PGDH e PGM, e a Segunda, sem reatividade para este monoclonal e com perfis eletroforéticos semelhantes ao da cepa-referência L. (V) guyanensis especialmente nas enzimas 6PGDH, porém com tribandas, e na PGM, consideradas os melhores marcadores enzimáticos pelo seu elevado poder discriminatório. Dessa forma, descreveu-se pela primeira vez a ocorrência de diferentes espécies de Leishmania dermotrópicas na Mesorregião do Baixo Amazonas, as quais já tem registro na região norte do Brasil, sugerindo a transmissão simpátrica das espécies encontradas na referida área estudada.

Caracterização de espécies de Leishmania isoladas de Flebotomíneos sp. de três ecótopos da Serra dos Carajás, Pará, Brasil

A leishmaniose tegumentar americana (LTA) é uma doença infecciosa, sendo uma zoonose de alta freqüência, endêmica na região Amazônica, transmitidas por flebotomíneos dos gêneros Psychodopygus e Lutzomyia. A Serra dos Carajás, situada no Sudeste do Pará, é amplamente explorada por empresas extrativistas e como resultado, concerniu-se que a LTA transformar-se-ia em um dos principais perigos de saúde para os trabalhadores, devido à prática de desmatamento e a construção de estradas de acesso e escoamento do minério. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a infecção natural por Leishmania em flebotomíneos da região da Serra dos Carajás através da técnica PCR. As capturas de flebotomíneos foram realizadas em três diferentes ecótopos, Parque Zoobotânico de Quarentena, APA do Gelado e Tapirapé-Aquirí, com auxílio de armadilhas de luz tipo CDC e Shannon, durante o período noturno a partir do crepúsculo vespertino. Os flebotomíneos capturados foram identificados de acordo com Young & Duncan, 1994 e congelados em N2. Foram congelados 5.947 flebotomíneos, com 3.495 fêmeas, dentre estas, 550 espécimes foram testadas. Foi realizada as extrações de DNA das amostras utilizando-se SDS e KOAc e precipitação com etanol 96%. Foi realizada a PCR, amplificando-se a região do gene do mini-exon com os iniciadores S1629 (5’GGGAATTCAATAWAGTACAGAAACTG3’) e S1630 (5’GGGAAGCTTCTGTACTWTATTGGTA 3’). O DNA de Leishmania foi detectado em 36 (6,5%) flebotomíneos, sendo 34 do subgênero Viannia detectados em 30 Psychodopygus wellcomei/complexus, três Lutzomyia whitmani e um Lutzomyia shawi. Duas infecções por Leishmania amazonensis foram detectados em Psychodopygus wellcomei/complexus. Tapirapé – Aquirí, APA do Gelado e Parque Zoobotânico de Quarentena apresentaram altas taxas de infecção natural em flebotomíneos 6,54 %, 5,96 % e 7,92%, respectivamente. Psychodopygus wellcomei/complexus ainda apresenta destacado papel de vetor de Leishmania causadoras de LTA na região em questão. Estudos sobre o poder vetorial das espécies Lu. whitmani e Lu. shawi infectados naturalmente por Leishmania na Serra dos Carajás devem ser intensificados, verificando se essas espécies podem estar atuando no ciclo de transmissão da LTA na Serra dos Carajás. Estudos que melhor esclareçam a variação da prevalência de diferentes espécies de flebotomíneos e o conhecimento das taxas de infecção também devem ser intensificadas na região da Serra dos Carajás.

Estudo do microcultivo in vitro para o isolamento de Leishmania sp no estado do Pará

Os parasitas do gênero Leishmania apresentam uma variabilidade de espécies na região Amazônica e para sua correta identificação é necessário o isolamento dos mesmos. Atualmente para o isolamento do parasita e posterior diagnóstico da doença têm se utilizado a técnica de microcultivo in vitro. O objetivo de nosso trabalho foi otimizar a técnica de microcultivo in vitro para o isolamento de Leishmania sp. Para o isolamento, além do microcultivo, foi analisado a técnica de vácuo-aspiração adaptada e a viabilidade do parasita a temperaturas abaixo de 25ºC. No total foram utilizados 18 hamsters, infectados com amostras de casos clínicos de Leishmaniose tegumentar americana, sendo 3 de Leishmania.(Leishmania) amazonensis e 2 de Leishmania.(Viannia) braziliensis o qual foram realizados 56 cultivos por vácuo-aspiração em meio NNN, 12 em microtubos e 23 por microcapilares com RPMI suplementado, mantidos entre 25º e 31ºC. Para a segunda etapa, participaram 7 pacientes, totalizando 6 culturas por vácuo-aspiração e 42 por microcapilares. Conservou-se a baixa temperatura 7 tubos com NNN que foram mantidas a 5ºC. Foi observado que os isolamentos por vácuo-aspiração de amostras de L. (L.) amazonensis e L. (V.) braziliensis em hamsters foram sensíveis a adaptação da técnica, diferente das amostras de pacientes. A positividade variou entre 2 a 8 dias e 4 e 5 dias respectivamente. Os microtubos apresentaram positividade para as mesmas amostras de hamsters no período de 5 a 8 dias. Para as amostras dos pacientes, 2/12 tubos por vácuo-aspiração foram positivos e para isolamento em microcapilares 6/42, valores inferiores aos encontrados na literatura. A amostras conservadas a 5ºC apresentaram viabilidade até o 30º dia. Com estes resultados foi observado que o microcultivo é viável para uso dentro de nossa região, entretanto se mostrou limitado para o isolamento de amostras provenientes de pacientes. Devem-se utilizar outros meios de cultivo, de modo a observar o comportamento do parasito e também aperfeiçoar a coleta do material da lesão a fim de melhorar os resultados de isolamento.

Atividade leishmanicida do extrato da raiz de Physalis angulata e sua ação na célula hospedeira

A Leishmaniose é uma doença infecciosa causada por várias espécies de parasitas do gênero Leishmania. A quimioterapia é o único tratamento efetivo para a doença, mas essas drogas são, em geral, tóxicas e requer um longo período de tratamento. Produtos naturais provenientes de plantas oferecem novas perspectivas e representam uma importante fonte de novos agentes leishmanicidas. Assim, é de grande importância avaliar os efeitos do extrato aquoso da raiz de Physalis angulata, planta amplamente utilizada pela medicina popular, em formas promastigotas e amastigotas de Leishmania (Leishmania) amazonensis e sua ação sobre a célula hospedeira. As fisalinas D, E, F e G foram demonstradas pela primeira vez na raiz de P. angulata pela análise cromatográfica. Uma atividade antiproliferativa e uma inibição dose dependente de promastigotas 74,1% e 99,8 % (IC50 35,5 μg/mL) e amastigotas 70,6% e 70,9% (IC50 32.0 μg/mL) foram observadas quando os parasitas foram tratados com 50 e 100 μg/mL do extrato, respectivamente. A análise da atividade microbicida da célula hospedeira infectada com L. amazonensis mostrou que extrato foi capaz de reverter o efeito causado pelo parasito de inibir a produção de espécies reativas de oxigênio. O tratamento com o extrato também induziu alterações morfológicas importantes em formas promastigotas avaliadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de transmissão e varredura. Foram observadas alterações na morfologia, na divisão celular, principalmente na fase de citocinese, na membrana flagelar, na bolsa flagelar e alterações em organelas importantes, como o cinetoplasto, onde ocorreu duplicação irregular e alteração do seu tamanho. Já por citometria de fluxo foi possível confirmar que o tratamento induziu uma exposição de fosfatidilserina e diminuição no volume celular de promastigotas tratadas. Com relação à célula hospedeira, o extrato promoveu alterações no citoesqueleto, o aumento número de projeções citoplasmáticas, do volume celular e de vacúolos e da habilidade de espraiamento sem causar efeito citotóxico ou alteração ultraestrutural em macrófagos tratados com o extrato. Assim, estes resultados demonstram que o extrato aquoso da raiz de P. angulata foi eficaz na ativação da célula hospedeira e na inibição do crescimento do protozoário, o que representa uma fonte alternativa e promissora de agente leishmanicida.

Avaliação do potencial biológico de plantas pertencentes ao cerrado brasileiro e seus compostos de interesse farmacológico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Epidemiologia da leishmaniose tegumentar no município de Juruti, Pará

A leishmaniose tegumentar (LT) encontra-se em expansão no Estado do Pará, Brasil. Juruti é um dos 143 municípios desse Estado e atualmente cenário de grandes transformações ambientais devido à mineração de bauxita, o que poderá influenciar o padrão de transmissão. Objetivo: Este estudo buscou elucidar aspectos epidemiológicos relevantes para o controle da LT em Juruti. Materiais e Métodos: A frequência de LT e o perfil dos pacientes no hospital municipal "Francisco Barros" foram determinados de janeiro a dezembro/2007. Espécies de flebotomíneos silvestres existentes no entorno de uma área de prospecção da bauxita foram também descritas, durante levantamento entomológico em janeiro/2008 (armadilha Shannon/18h às 20h/2 noites). Em 21 indivíduos, portadores de lesão cutânea suspeita de LT, biópsias de pele foram realizadas entre fevereiro e junho de 2007. Neste grupo procedeu-se ao diagnóstico parasitológico (esfregaço corado e cultura), molecular e teste intradérmico de Montenegro. Utilizaram-se sondas de DNA ribossomal (PCR-SSUrDNA) gênero específicas (S4, S12; S17, S18) e de G6PD, para distinguir o subgênero Viannia (ISVC, ISVA: ISVC, ISVG) e a espécie L. (V.) braziliensis (ISVC, ISVA; ISVC, ISVB). Resultados: No ano de 2007 foram confirmados 42 casos novos de LT, com média mensal inferior a quatro (3,5 ± 0,8), maior frequência em julho (11) e menor em junho e novembro (0). A maioria dos pacientes foi de homens (41/42, 98%) com menos de 20 anos (<10 anos: 30%; 10-20: 57%; 20-40: 12%). A maioria também residia em localidades rurais (33/42, 79%), incluindo áreas impactadas pela mineração (19/42, 45%), e exercia atividades de risco (28/42, 67%). Doze eram funcionários de empresas (29%). A análise molecular das 21 amostras identificou 12 resultados positivos para o gênero Leishmania (57%), sendo 11 (52%) parasitologicamente confirmados. A PCRG6PD identificou 75% das amostras como sendo L. (V.) braziliensis. As demais (3/12, 25%) não hibridizaram com os oligonucleotídeos da PCR-G6PD e, por isso, os produtos da reação de nested-PCR SSUrDNA foram clonados e sequenciados, confirmando que se tratavam de Leishmania (Viannia) sp. Apenas 9/12 (75%) casos confirmados pelos métodos parasitológico e/ou olecular tiveram reações de hipersensibilidade tardia em resposta ao antígeno de Montenegro, cujos diâmetros variaram de 7 a 40mm (16,3 ± 3,2). Capturaram-se 105 flebotomíneos de 13 espécies nas seguintes frequências: 1- Lutzomyia (Ps.) geniculata (23, 22%), 2- Lutzomyia (Ps.) paraensis (21, 20%), 3- Lutzomyia (Ps.) complexa (18, 17%), 4-Lutzomyia (Ps.) davisi (10, 10%), 5- Lutzomyia (N.) flaviscutellata (13, 13%) e outras oito espécies (20, 18%). Discussão: Espécies de Leishmania do subgênero Viannia, sobretudo L. (V.) braziliensis predominam em Juruti, o que é compatível com o extenso diâmetro das reações cutâneas observadas ao antígeno de Montenegro e com os relatos comuns de persistência e recidiva, apesar do tratamento específico. Entre os flebotomíneos antropófilos destacam-se L. (Ps.) complexa (17%) e L. (Ps.) flaviscutellata (13%) por serem vetores de L. (V.) braziliensis e L. (L.) amazonensis respectivamente, associadas às formas severas da LT humana. Conclusão: Medidas de controle em Juruti devem priorizar a redução da morbidade, diagnóstico precoce, busca ativa de LT humana, vigilância entomológica e de microambientes no entorno da área de impacto de mineração.

Atividades antimicrobiana e antipromastigota de extratos e frações de Virola surinamensis (Rol ex Rottb.) Warb (Myristicaceae)

O presente estudo teve como objetivo avaliar as atividades antimicrobiana e antipromastigota de extratos de V. surinamensis e suas frações. Na obtenção dos extratos foram utilizados solventes de polaridade crescente (hexano, acetato de etila e metanol) e o extrato acetato de etila foi fracionado em coluna cromatográfica aberta, empregando como fase estacionária gel de sílica e como eluentes misturas de hexano e acetato de etila em gradiente de polaridade crescente. Para avaliação da atividade antimicrobiana utilizou-se o teste de difusão em Agar, sendo utilizados os seguintes microorganismos: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans. A fração ativa foi submetida à microdiluição, onde se determinou a concentração inibitória mínima (CIM). Na avaliação da atividade antipromastigota utilizou-se a Leishmania amazonensis e L. chagasi, sendo determinadas as concentrações inibitórias mínimas e Concentração Inibitória 50% (CI₅₀). Os extratos hexânico, acetato de etila e metanólico foram submetidos ao ensaio de difusão em Agar, não sendo observadas inibições do crescimento bacteriano e fúngico. Apenas a fração acetato de etila FA3, obtida do extrato acetato de etila, inibiu o crescimento do S. aureus no teste de difusão em Agar. Porém na microdiluição esta fração mostrou-se inativa (CIM>1000μg/mL). Apenas o extrato hexânico mostrou-se ativo em formas promastigota de L. amazonensis e L.chagasi. Em síntese, apenas o extrato hexânico mostrou-se ativo em formas promastigota de leishmanias.