Efeito da 1,10-fenantrolina e seus derivados complexados em metal na atividade proteolítica de Leishmania braziliensis

Leishmanioses são um grupo de doenças com um largo espectro de manifestações clínicas, as quais variam desde lesões cutâneas até o envolvimento visceral severo, podendo levar ao óbito. A leishmaniose é, ainda hoje, uma doença negligenciada, estando entre os agravos prioritários do programa de pesquisa sobre doenças da pobreza da Organização Mundial da Saúde (OMS). Além de não haver vacinas disponíveis, a terapia é baseada em medicamentos injetáveis que causam sérios efeitos colaterais, tornando o tratamento inviável para muitos países endêmicos. Drogas derivadas de metal representam um novo arsenal terapêutico antimicrobiano e anti-câncer. Os inibidores de peptidase/agentes quelantes tais como 1,10-fenantrolina e seus derivados, no estado livre de metal ou como ligantes com metais de transição, interferem com a função de vários sistemas biológicos. Em trabalhos anteriores, nosso grupo descreveu que o parasito L. braziliensis produziu moléculas gp63 sensíveis a 1,10-fenantrolina. No presente trabalho, demonstramos a distribuição celular da molécula gp63 em uma cepa virulenta de L. braziliensis por meio de análises bioquímicas e imuno-histoquímica. Depois disso, relatamos os efeitos inibitórios de três compostos derivados da 1,10-fenantrolina, 1,10-fenantrolina-5,6-diona (phendio), [Cu(phendio)2] e [Ag(phendio)2], nas atividades metalopeptidases celulares e extracelulares produzidas por promastigotas de L. braziliensis, bem como as suas ações sobre a viabilidade do parasita e na interação com as células de macrófagos murinos. As moléculas gp63 foram detectadas em compartimentos de parasitos, incluindo membrana citoplasmatica e bolsa flagelar. O tratamento de promastigotas de L. braziliensis durante 1 hora com 1,10-fenantrolina e seus derivados resultou numa inibição significativa da viabilidade celular e mostrou um mecanismo de ação irreversível. Estes inibidores de metalopeptidases induziram apoptose em promastigotas de L. braziliensis, demonstrada através da marcação com anexina/iodeto de propídio e ensaio TUNEL. O pré-tratamento de promastigotas com os inibidores de metalopeptidases induziram uma diminuição na expressão de moléculas de superfície gp63, assim como uma redução significativa no índice de associação com macrófagos. Em paralelo, macrófagos infectados com L. braziliensis e tratados com 1,10-fenantrolina e seus derivados promoveram uma potente redução sobre o número de amastigotas intracelulares. O tratamento de macrófagos com 1,10-fenantrolina e seus derivados não induziram o aumento de óxido nítrico. A ação combinatória sobre a capacidade de crescimento entre os compostos derivados da 1,10-fenantrolina e Glucantime, quando ambos foram utilizados em concentracões sub-inibidoras, também foi observada. In vivo os compostos derivados da 1,10-fenantrolina e seus drivados foram capazes de controlar o tamanho das lesões a partir da terceira semana de tratamento em relação ao controle não tratado em hamsters infectados quando administrado por via intraperitoneal. Os animais tratados com os compostos apresentaram maior resposta intradérmica (DTH) aos antígenos de L. braziliensis. Coletivamente, a 1,10-fenantrolina e seus derivados metálicos apresentam uma nova perspectiva de estudos para o desenvolvimento de novos fármacos anti-L. braziliensis

Associação entre estado nutricional e infecção assintomática por Leishmania infantum em moradores de áreas endêmicas para leishmaniose visceral no município de Teresina, Piauí

INTRODUÇÃO: A leishmaniose visceral (LV) é uma doença negligenciada de grande importância no cenário brasileiro, particularmente devido à sua gravidade, sua expansão geográfica e a associação com condições de pobreza. Nesta perspectiva, as condições nutricionais emergem como elementos a serem considerados na compreensão de sua situação epidemiológica, sejam como potenciais fatores de risco para o estabelecimento da doença após infecção ou como fatores associados ao prognóstico. OBJETIVO: Avaliar a associação entre estado nutricional e infecção por Leishmania infantum em moradores de áreas endêmicas para LV no município de Teresina, Piauí. MÉTODOS: Trata-se de um estudo seccional realizado em bairros de alta endemicidade para a doença, envolvendo 198 indivíduos com idade entre 2 e 65 anos. Peso e estatura foram aferidos no domicílio por profissionais treinados. Para a avaliação de adultos foi utilizado o índice de massa corporal (IMC). Para crianças e adolescentes foram avaliados os índices antropométricos (peso / idade, estatura / idade, peso / estatura e IMC / idade). A infecção por L. infantum foi avaliada a partir da intradermorreação de Montenegro (IDRM). Para a análise foi utilizada regressão logística multivariada, estimando-se razões de chances (OR) como medidas de associação e seus respectivos intervalos de confiança (95%). RESULTADOS: A prevalência de infecção assintomática foi de 32,6%. A prevalência de excesso de peso foi de 52% entre adultos (IMC ? 25 kg/m) e de 23,9% entre crianças e jovens (escore-z de IMC / idade > 1). Indivíduos com sobrepeso, tanto adultos como aqueles de até 19 anos, apresentaram chance de infecção cerca de 70% maior quando comparados aos eutróficos (p>0,05 para ambos). CONCLUSÃO: Ainda que não estatisticamente significante, a associação entre infecção assintomática por L. infantum e sobrepeso sugere que estes indivíduos possam estar sob maior risco de infecção por apresentarem déficits de micronutrientes relevantes para a resposta imune específica. Para investigar esta hipótese, são necessários estudos longitudinais que investiguem o papel do consumo alimentar e do perfil de micronutrientes desta população no risco de infecção por L. infantum.

Influência da ck2 no processo de interação Leishmania donovani-macrófagos

O gênero Leishmania apresenta espécies capazes de desenvolver doenças de grande importância para a saúde pública, as leishmanioses, que apresentam prevalência mundial de 12 milhões de pessoas. Quando os parasitos entram em contato com o hospedeiro humano passam por um processo de metaciclogênese adquirindo capacidade de interagir com os macrófagos. Inúmeras atividades biológicas são desencadeadas pela ativação de sistemas de transdução de sinais, onde as proteínas cinases e fosfatases desempenham papel fundamental. A proteína cinase CK2 parece estar presente em todas as células eucarióticas (núcleo, citoplasma e superfície). É caracterizada como enzima serina/treonina cinase, embora também seja capaz de fosforilar resíduos de tirosina em suas proteínas-alvo. No presente trabalho, demonstramos que o principal inibidor da CK2, TBB, foi capaz de inibir o crescimento de formas promastigotas de L. donovani e mostrou um mecanismo de ação irreversível, entretanto não foi capaz de induzir apoptose nas formas promastigotas de L. donovani. O pré-tratamento dos parasitos e macrófagos, assim como a adição do TBB durante o processo de infecção induziram uma redução significativa no número de amastigotas por macrófagos possivelmente pelo mecanismo de morte celular programada demosntrada pela técnica do TUNEL. O tratamento de macrófagos com TBB não induziram o aumento de óxido nítrico. Ensaios de imunofluorescência demonstraram a presença de CK2α em promastigotas. Macrófagos não infectados demonstraram pouca marcação para CK2α. Após a interação, a enzima mostrou-se distribuída preferencialmente na periferia dos macrófagos. Os dados do trabalho sugerem que a CK2 é uma importante enzima para a atividade biológica da Leishmania donovani, tendo seu estudo importante relevância para a descoberta de novos alvos terapêuticos.

Influência das proteínas motoras e CK2 no processo de interação Leishmania braziliensis-macrófago.

O gênero Leishmania é responsável por um grupo de parasitoses que podem variar desde lesões auto-limitadas até severa injúria de tecido. Estes protozoários são parasitos obrigatoriamente intracelulares, tendo o macrófago como célula hospedeira. Durante o processo de fagocitose os macrófagos utilizam a maquinaria presente em seu citoesqueleto, a qual compreende a participação de miosinas e actinas, para a formação do fagossoma. Estas proteínas estão envolvidas em processos como citocinese, tráfego intracelular de organelas e vesículas, podendo interferir com a penetração do parasito. Alguns trabalhos vêm sendo realizados visando analisar a expressão, localização e o papel de miosina e de actina em Leishamania. Estudos associados à participação destas proteínas motoras em processo vitais para a biologia do parasito podem auxiliar na compreensão de seu ciclo e permitir a geração de conhecimentos que apontem novos alvos para intervenções terapêuticas. Uma vez que a miosina é necessária no transporte intracelular, alguns estudos tentam analisar a expressão e a localização intracelular de miosinas na Leishmania. Estudos mostram a presença de atividades cinásicas do tipo CK2 em diversos tripanossomatídeos, ligadas ao crescimento celular, morfologia e infectividade de promastigotas para macrófagos. Desta maneira, como objetivo desta tese temos o estudo da participação das miosinas, actina e CK2 na infectividade da Leishmania braziliensis. Além disso, investigamos a influência destas proteínas na produção de citocinas pelos macrófagos e em sua atividade microbicida. Lipoxina, latrunculina, nocodazol e TBB promoveram uma inibição de, pelo menos, 50% no crescimento de L. braziliensis. A CK2 secretada pelo parasito foi purificada de seu sobrenadante através de coluna de HPLC e a fração 44 mostrou ser a fração correspondente a esta enzima. A lipoxina e o TBB promoveram a inibição da atividade desta enzima ao contrário da latrunculina que forneceu aumento dessa atividade. O pré-tratamento dos parasitos ou dos macrófagos com lipoxina, latrunculina, nocodazol e TBB promoveram uma inibição de cerca de 50% no índice de associação entre Leishmania e macrófagos não-ativados ou ativados por LPS e IFN-γ. Latrunculina e TBB aumentaram a produção de NO em macrófagos não ativados e não infectados enquanto que em macrófagos ativados à exceção do TBB, todas as drogas diminuíram a produção de NO. A liberação de IL-10 foi diminuída após tratamento com todas as drogas em macrófagos não ativados em ausência de promastigotas e ativados em presença do parasito. Para a produção de TNF-α há uma redução significativa em macrófagos ativados não infectados tratados com latrunculina, nocodazol e TBB. Quando ativados e infectados, os macrófagos tratados com lipoxina tiveram a produção dessa citocina aumentada, ao contrário do TBB em que houve redução. Quando avaliamos a integridade da actina verificamos que todos os compostos foram capazes de influenciar a distribuição dessa proteína, levando a uma redução no índice de associação. Ao transfectarmos a cauda da miosina Va fusionada a GFP nos macrófagos observamos que houve uma diminuição de 94% no índice de associação. Nossos dados confirmam a importância da CK2, actina e miosina Va no processo de interação parasito- macrófago.

Estudo in vitro de derivados sintéticos da Isoniazida e da Pirazinamida sobre Leishmania (Viannia) braziliensis

As leishmanioses são um grupo de doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania spp que afetam 98 países. No Brasil, no ano de 2013, foram relatados 3.253 casos de leishmaniose visceral e 18.226 casos de Leishmaniose Tegumentar Americana. O tratamento de primeira escolha continua sendo realizado com antimoniais pentavalentes, e em casos de insucessos os fármacos de segunda escolha são a pentamidina e a anfotericina B. Tais medicamentos causam intensos efeitos adversos e ultimamente têm surgido cepas resistentes aos mesmos. Em áreas endêmicas têm sido cada vez mais comum o surgimento da co-infecção Leishmania com Mycobacterium tuberculosis. O tratamento para a tuberculose com pirazinamida (PZA) e isoniazida (INZ), controla a leishmaniose. Esses dados sugerem atividade anti-leishmania da PZA e da INZ. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade in vitro da INZ e da PZA e seus compostos derivados (série G e série R, respectivamente) sobre Leishmania (Viannia) braziliensis. As moléculas foram testadas em monocamadas de macrófagos peritoneais de camunongos infectados com L. (V) braziliensis durante 48h. Todas as moléculas testadas inibiram o índice de infecção de forma dose dependente em comparação aos controles. As moléculas da série R foram mais ativas do que a PZA, porém o resultado foi significativo somente para a R02 (p < 0,005). Apenas a molécula R05 (76,64M) foi relativamente tóxica para macrófagos. Os compostos mais ativos foram R02, G01 e G02, cujos índices de seletividade foram 14,31, 19 e 30, respectivamente. A dosagem de nitrito foi feita em sobrenadantes de monocamadas de macrófagos peritoniais infectados e tratados com as substâncias nas concentrações 10 e 100M. A G01 e a G02 estimularam a produção de NO2 nas duas concentrações, entretanto o resultado foi estatisticamente significativo para a G02 em 100M (p < 0,0001), a G05 só estimulou óxido nítrico na maior concentração. Todos os compostos da série R estimularam NO2, contudo, o resultado foi estatisticamente significativo para a R03 e R05 a 100M (p < 0,001). Adicionalmente, foi realizado uma análise preditiva in sílico de parâmetros farmacocinéticos das moléculas mais ativas in vitro, utilizando o software admetSAR. Os dados obtidos mostraram que de forma semelhante às suas moléculas originais a G01, G02 e R02 apresentaram alta capacidade de serem absorvidas pelo trato gastrointestinal, baixo potencial hepatotoxico e carcinogênico. Juntos, esses dados demonstram que essas moléculas são seletivamente tóxicas para o parasito com potencial para serem testadas pela via oral em estudos em modelo experimental de infecção.

中国砂鼠利什曼原虫（Leishmania gerbilli）的细微结构及动质体碱性昼白的细胞化学特性的初步研究

本文以中国砂鼠利会曼原虫（Leishmanina grbilli）为材料，对动质体的细微结构及动质体碱性蛋白的细胞化学特性作了研究。已知真细菌类染色质体中有碱性的HU蛋白与DNA结合着，动质体中是否也有碱性蛋白与DNA相结合，一直是有争议的问题。de Souza等（1978-83）证明锥虫的动质体中确有碱性蛋白存在，但迄今止，国际上还没有关于利会曼原虫动质体碱性蛋白的报导。用热三氯醋酸-偶氮洋红G法、热三氯醋酸-固绿法、碱性比布列希猩法、碳酸氨银反应（AS反应）、经亚硝酸处理后作AS反应和经碱性蛋白不同成份抽提后作AS反应等光学显微细胞化学方法以及酒精钨酸染色（E-PTA）、用乙醇-醋酸固定、DNA酶处理后作E-PTA染色和碳酸氨银反应等电镜水平的细胞化学方法进行了研究。得到了如下的结果：（1）L.gerbilli的动质体中确实含有大量的酸溶性碱性蛋白。（2）对用E—PTA染色后，动质体只有周边着色的现象作了探讨，认为是假期象。动质体中碱性蛋白与DNA的分布是一致的。（3）动质体碱性蛋白对热三氯醋酸（TCA）处理的耐受性比HU蛋白的强比组慢白的弱；动质体碱性蛋白对亚硝酸处理的耐受性和与AS液的亲和力也比组蛋白弱。（4）可以抽提富含精氨酸的组蛋白的80%Alc-0.18NHCl，和可以抽抻富含赖氨酸的组蛋白的10%Alc-0.18NHCl，都不能把动质体碱性昼白全部抽提掉。（5）与真细菌类的HU蛋白相比较。L.gerbilli的动质体的碱性蛋白看来含有较多的精氨酸成份。作超薄切片，用电镜观察了L.gerbilli的质膜及质膜下微管、鞭毛、细胞核、动质体、线粒体、复片层结构等，发现：①与其它利会曼原虫和锥虫的鞭毛基部的结构不同，L.gerbilli的鞭毛基部没有基板存在。②L.gerbilli的复片层结构特别发达，是由膜组成的同心圆或同心椭圆结构。③L.gerbilli的动质体在通常情况下作“棒”状，但我们发现它实际上是一个环状结构。这在细胞膨胀时表现得非常突出。

Induction of apoptosis in host cells: a survival mechanism for Leishmania parasites?

Leishmania parasites invade host macrophages, causing infections that are either limited to skin or spread to internal organs. In this study, 3 species causing cutaneous leishmaniasis, L. major, L. aethiopica and L. tropica, were tested for their ability to interfere with apoptosis in host macrophages in 2 different lines of human monocyte-derived macrophages (cell lines THP-1 and U937) and the results confirmed in peripheral blood mononuclear cells (PBMC). All 3 species induced early apoptosis 48 h after infection (expression of phosphatidyl serine on the outer membrane). There were significant increases in the percentage of apoptotic cells both for U937 and PBMC following infection with each of the 3 species. Early apoptotic events were confirmed by mitochondrial membrane permeabilization detection and caspase activation 48 and 72 h after infection. Moreover, the percentage of infected THP-1 and U937 macrophages increased significantly (up to 100%) following treatment with an apoptosis inducer. Since phosphatidyl serine externalization on apoptosing cells acts as a signal for engulfment by macrophages, induction of apoptosis in the parasitized cells could actively participate in spreading the infection. In summary, parasite-containing apoptotic bodies with intact membranes could be released and phagocytosed by uninfected macrophages.

Langerhans cells promote early germinal center formation in response to Leishmania-derived cutaneous antigens

Efficient formation of early GCs depends on the close interaction between GC B cells and antigen-primed CD4+ follicular helper T cells (TFH). A tight and stable formation of TFH/B cell conjugates is required for cytokine-driven immunoglobulin class switching and somatic hypermutation of GC B cells. Recently, it has been shown that the formation of TFH/B cell conjugates is crucial for B-cell differentiation and class switch following infection with Leishmania major parasites. However, the subtype of DCs responsible for TFH-cell priming against dermal antigens is thus far unknown. Utilizing a transgenic C57BL/6 mouse model designed to trigger the ablation of Langerin+ DC subsets in vivo, we show that the functionality of TFH/B cell conjugates is disturbed after depletion of Langerhans cells (LCs): LC-depleted mice show a reduction in somatic hypermutation in B cells isolated from TFH/B cell conjugates and markedly reduced GC reactions within skin-draining lymph nodes. In conclusion, this study reveals an indispensable role for LCs in promoting GC B-cell differentiation following cutaneous infection with Leishmania major parasites. We propose that LCs are key regulators of GC formation and therefore have broader implications for the development of allergies and autoimmunity as well as for future vaccination strategies.

Síntese de trioxolanos e avaliação da sua atividade antiparasitária em Leishmania donovani e Toxoplasma gondii

Dissertação de mestrado, Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015