Application of supramolecular chemistry for the design and experimentation in murine model of compounds with trypanocidal activity

Resumen

La Enfermedad de Chagas, también conocida como Tripanosomiasis americana, es una enfermedad crónica y potencialmente mortal. Se trata de una infección tropical causada por el protozoo parásito Trypanosoma cruzi, el cual es transmitido por insectos. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, la Enfermedad de Chagas se clasifica como una enfermedad tropical desatendida, es la enfermedad parasitaria más importante de América Latina y, después del síndrome de inmunodeficiencia adquirida y la tuberculosis, es la tercera enfermedad infecciosa más extendida de esta región. La Enfermedad de Chagas es un importante problema de salud pública en América Latina, es la principal causa de morbimortalidad en muchas regiones endémicas y genera un gasto global en atención médica de 627.5 millones de dólares estadounidenses por año. Además, la Enfermedad de Chagas es la causa y consecuencia de pobreza más frecuente de las enfermedades tropicales desatendidas en los países de América Latina, donde se diagnostican menos del 10 % de las personas y sólo unas pocas reciben tratamiento. Recientemente, la Enfermedad de Chagas se ha generalizado debido al aumento de la movilidad y la migración, con un gran número de personas infectadas, particularmente en América del Norte y Europa (principalmente España). Por lo tanto, la Enfermedad de Chagas se ha convertido en un problema de salud global, con 6–8 millones de personas infectadas, 14–50 mil muertes anuales, y 70–100 millones de personas en riesgo de infección en todo el mundo. El parásito T. cruzi se transmite de manera natural a través de vectores triatominos chupadores de sangre, aunque la transmisión congénita, las transfusión de sangre y el transplante de órganos de donantes infectados, los alimentos y bebidas contaminadas con el parásito, y los accidentes de laboratorio son otros medios de transmisión importantes. A pesar de los muchos esfuerzos de las últimas décadas, la naturaleza a largo plazo de la Enfermedad de Chagas y su compleja patología han dado lugar a una falta de vacunas eficaces, y actualmente los tratamientos se limitan a dos fármacos nitroheterocíclicos obsoletos, el benznidazol y el nifurtimox. Por lo tanto, se necesitan urgentemente nuevos tratamientos seguros y eficaces para la Enfermedad de Chagas. Durante varios años nuestro grupo ha estado colaborando con varios grupos químicos, los cuáles fueron responsables de la síntesis de los compuestos. Posteriormente, nuestro grupo realizó los ensayos biológicos con el fin de determinar la actividad tripanocida tanto in vitro como in vivo de los compuestos sintetizados. Nuestro grupo también realizó un análisis preliminar del mecanismo de acción de los potenciales compuestos a nivel del metabolismo energético y la inhibición de la proteína superóxido dismutasa. Se ha diseñado una estrategia completa de cribado de acuerdo con diferentes autores. El fármaco de referencia benznidazol también se ensayó para comparar los resultados obtenidos y seleccionar sólo los compuestos con mayor eficacia. Se realizaron ensayos frente a las formas extra e intracelulares de tres cepas diferentes de T. cruzi. Para los ensayos in vivo, los compuestos seleccionados se evaluaron en ratones BALB/c infectados tanto en la fae aguda como en la fase crónica de la Enfermedad de Chagas. La metodología también se ha mejorado de acuerdo a la instrumentación disponible tanto in vitro como in vivo. Además, se ha desarrollado un método novedoso, sensible, preciso y sencillo basado en fluorescencia para el seguimiento de cultivos infectados a lo largo del tiempo con el objetivo de identificar compuestos tripanostáticos/tripanocidas y de acción lenta/rápida. Este es un hecho importante ya que se necesitan urgentemente fármacos tripanocidas, de acción rápida y de larga duración. El proyecto desarrollado en esta tesis doctoral, en colaboración con los grupos quimicos, ha permitido evaluar un total de 519 compuestos pertenecientes a diferentes familias químicas. Hemos identificado siete posibles candidatos para el tratamiento de la Enfermedad de Chagas, algunos de los cuáles ya han sido publicados. Estos potenciales compuestos muestran mejor actividad in vitro frente a las formas relevantes desde un punto de vista clínicos y mayor eficcia in vivo en comparación con el fármaco de referencia benznidazol. Además, estos compuestos cumplen con los requisitos in vitro más estrictos establecidos para los fármacos ideales frente a la Enfermedad de Chagas, y la mayoría de los criterios in vivo establecidos para la Enfermedad de Chagas. Por lo tanto, estos compuestos suponen un paso adelante en el desarrollo de nuevos fármacos anti-Chagas rentables para ensayos clínicos. Tres de ellos se incluyen en esta tesis doctoral. Los resultados obtenidos se resumen en varias conclusiones sobre el uso potencial y sobre el mecanismo de acción de los posibles candidatos para el desarrollo de nuevos tratamientos para la Enfermedad de Chagas, y sobre el novedoso método basado en la fluorescencia desarrollado para el cribado de fármacos. Además, se establecen las pautas futuras para dar un paso más en esta investigación con el fin de lograr mejores resultados.