Descubrimiento de nuevas moléculas activas frente a Typanasoma cruzi y Leishmania donovani

Resumen

La leishmaniasis visceral (VL) y la enfermedad de Chagas (CD) son enfermedades causadas por parásitos kinetoplástidos que afectan a millones de personas en el mundo, lo que conlleva un gran impacto en la salud humana. Debido a la eficacia limitada y a los efectos adversos asociados al uso de los tratamientos actuales, existe una necesidad urgente de desarrollar nuevas terapias, con mayor eficacia y mejor perfil de seguridad para lograr tratar estas enfermedades. Existen varias estrategias a la hora de identificar y optimizar nuevos tratamientos frente a Leishmania y Trypanosoma cruzi: el descubrimiento de nuevos fármacos mediante el screening de novo de librerías, las terapias en combinación, el desarrollo de nuevas formulaciones de principios activos ya conocidos, y el reposicionamiento terapéutico o drug repurposing. En esta Tesis se plantea la estrategia del screening de novo a partir de la librería de 150 000 compuestos de Calibr frente a los parásitos Leishmania donovani, como agente etiológico causante de la leishmaniasis visceral, y Trypanosoma cruzi, causante de la enfermedad de Chagas. Para ello se diseñó una cascada de progresión para cada parásito, comenzando con los ensayos de mayor rendimiento y posteriormente estableciendo como ensayos secundarios aquellos de mayor relevancia biológica en el contexto de la enfermedad. Como ensayos primarios se emplearon amastigotes en cultivo axénico en el caso de L. donovani, y amastigotes intracelulares en el caso de T. cruzi. Posteriormente, y para ambos parásitos, se emplearon ensayos de High Content Imaging, que permiten obtener resultados tanto de eficacia frente a amastigotes intracelulares como de toxicidad frente a las células hospedadoras (THP-1 para L. donovani y H9c2 para T. cruzi). En el caso de T. cruzi, se empleó además un ensayo frente a la forma tripomastigote del parásito, que permite discernir compuestos con perfiles similares a los tratamientos actuales, benznidazol y nifurtimox, de aquellos similares al fallido posaconazol. Además de los resultados basados en la eficacia in vitro de los compuestos frente a los parásitos, se emplearon filtros fisicoquímicos para descartar estructuras de conocida toxicidad y para incrementar la diversidad química en el proceso. Del mismo modo, se obtuvieron resultados de toxicidad frente a la línea celular humana HepG2 para asegurar la selectividad de los compuestos progresados. Por último, los hits seleccionados en ambas cascadas fueron caracterizados frente al panel de ensayos disponibles para ambos parásitos. Como conclusión a este estudio, se identificaron 29 compuestos activos y selectivos frente a L. donovani y 78 estructuras frente a T. cruzi. Adicionalmente, y como parte de la completa caracterización biológica de los hits, se estudió el efecto de los compuestos sobre los amastigotes intracelulares de T. cruzi en el ensayo de Rate of Kill, que permite detectar aquellos compuestos con actividad cida y además evaluar su velocidad de acción al tratarse de un ensayo cinético. Como conclusión se identificó un compuesto cida de entre los seleccionados como activos frente a este parásito. Finalmente, en el contexto de esta Tesis se ha explorado otra estrategia para la búsqueda de nuevos fármacos frente a T. cruzi: las terapias en combinación, que tanto éxito han demostrado en otras patologías infecciosas. Con este objetivo se ensayó uno de los hits de T. cruzi en combinación con benznidazol en el ensayo de Rate of Kill, logrando demostrar superioridad de esta combinación frente a la monoterapia.