Cultivo y ensayos in vitro de las formas eritrocíticas del parásito productor de la malaria (Plasmodium falciparurm): caracterización de nuevos derivados químicos con actividad antimalárica: 4(1H)-piridonas

Resumen

La malaria es la infección parasitaria más importante con un gran impacto global sobre la salud de centenares de millones de personas anualmente. La prevalencia mundial de la malaria y el desarrollo de resistencias de los parásitos a los antimalaricos habitualmente empleados, como la artemisinina, han favorecido el desarrollo de nuevos agentes antimalaricos. El cultivo in vitro de las fases eritrociticas asexuales y sexuales del parasito Plasmodium falciparum requiere una gran cantidad de tiempo y esfuerzo para desarrollar un cultivo continuo in vitro. El desarrollo de nuevos métodos para sincronizar las fases eritrociticas asexuales y para obtener las fases sexuales o gametocitos de P. falciparum, contribuiría favorablemente en el desarrollo de nuevas drogas contra la malaria. Un método optimizado de sincronización ha sido establecido, permitiendo además el mantenimiento de un cultivo sano, altamente sincrónico, durante largos periodos de tiempo. De este modo, se han obtenido las distintas formas eritrociticas asexuales especificas del ciclo de vida completo del parasito P. falciparum, constituyendo a su vez el punto de partida de los ensayos que valoraran la actividad específica de cada estadio eritrocitico. La gametocitogenesis o generación de parásitos sexualmente comprometidos (gametocitos), es un proceso no del todo aun conocido en malaria. Si los mecanismos reguladores de este proceso fueran establecidos, se presentarían nuevas oportunidades para interrumpir la transmisión de la malaria. Se han considerado varios factores críticos para la gametocitogenesis, cuyo estudio y combinación, han permitido establecer un método optimizado de produccion in vitro de gametocitos de P. falciparum. Este metodo de obtencion de gametocitos permitira a su vez, realizar los estudios biologicos con los que se identifiquen nuevos antimalaricos con potencial efecto en el bloqueo de la transmision de la malaria. Las 4(1H)-piridonas son una clase de antimalaricos que actuan como potentes inhibidores selectivos de la funcion mitocondrial de Plasmodium, al bloquear la cadena de transporte electronico del parasito. Su perfil antimalarico se ha evaluado resultando muy potentes in vitro frente a P. falciparum, sin mostrar ademas resistencia cruzada con otros antimalaricos comerciales utilizados, como la atovaquona, aunque con una velocidad de accion mas lenta que la cloroquina o la artemisinina. Las 4(1H)-piridonas son especificamente efectivas sobre las formas maduras asexuales, trofozoitos viejos y esquizontes jovenes, pero no asi frente a los gametocitos. En los ensayos de combinaciones con otros antimalaricos comerciales testados, no se han observado efectos antagonistas, siendo destacable que las 4(1H)-piridonas, a diferencia de lo que ocurre con otro inhibidor mitocondrial como es la atovaquona, no muestran ningun efecto sinergico si se combinan con proguanil. Este hecho sugiere un diferente mecanismo de accion que la atovaquona, haciendo que las 4(1H)-piridonas resulten mas atractivas como potenciales drogas antimalaricas. Malaria is the most important parasitic infection with a significant global impact on the health of hundreds of millions of people annually. The worldwide prevalence of malaria and the development of parasite-resistance to antimalarial drugs, such as artemisinin, have given added impetus to the development of new antimalarial agents. The in vitro culture of the erythrocytic asexual and sexual stages of Plasmodium falciparum parasites, required a lot of effort and time in order to develop a continuous in vitro culture. The development of new methods to synchronize the asexual erythrocytic stages and to obtain the sexual stages or gametocytes of P. falciparum parasites could improve the development of new drugs against malaria. An optimized method of synchronization has been established which enables the maintenance of a healthy highly synchronic culture for longer periods of time. The specific asexual erythrocytic stages of a complete life cycle of P. falciparum parasites, with the estimated time of appearance of each stage well defined, has been obtained, being the starting point of assays for specific stage activity. The generation of sexually committed parasites (gametocytogenesis) is poorly understood in malaria. If the mechanisms regulating this process were elucidated, new opportunities for blocking malaria transmission could be revealed. An improved method that combines several factors critical for gametocytogenesis, has been developed for the in vitro production of P. falciparum gametocytes in order to obtain large numbers of biological studies, such as the identification of new medicines with transmissionblocking potential. 4(1H)-pyridones represent a novel class of antimalarial agents which act as potent selective inhibitors of Plasmodium mitochondrial function by blocking the electron transport chain. Their antimalarial profile has been evaluated being potent against P. falciparum isolates and showing no cross-resistance with agents currently used, including atovaquone. 4(1H)-pyridones are slow-acting antimalarials effective fundamentally against late trophozoites and early schizonts but without activity against young gametocytes. No antagonist effects have been observed in combinations assays with other antimalarials tested; being remarkable that unlike atovaquone, another mitochondrial inhibitor, they do not show any synergistic effect when are combined with proguanil. This suggests a different mechanism of action of atovaquone, making 4(1H)-pyridones more attractive as novel potential antimalarials drugs.