Caracterización de una nueva diana farmacológica en leishmania e identificación de compuestos activos frente a trypanosoma brucei

Resumen

Leishmania spp y Trypanosoma spp son parásitos protozoarios pertenecientes a la familia Trypanosomatidae. Estos parásitos son responsables de la leishmaniasis (Leishmania spp) en regiones tropicales y subtropicales, de la enfermedad de Chagas (T. cruzi) en América, así como de la enfermedad del sueño en los humanos (HAT) y del nagana en el ganado dentro del continente africano (T. brucei), que se incluyen dentro de las denominadas Enfermedades Tropicales Desatendidas, ya que suponen un grave problema de importancia médica y veterinaria en las poblaciones más pobres de África, Asia y América. El tratamiento de estas enfermedades se basa en un arsenal farmacológico anticuado, tóxico, de administración compleja y frente al que se han desarrollado resistencias clínicas. Además, el acceso al mismo es costoso y resulta inasequible en muchos países asiáticos y africanos, por lo que la estigmatización y la exclusión social, sobre todo de las mujeres, causadas por estas enfermedades acrecientan el sufrimiento. Es por todo esto que existe la necesidad de desarrollar nuevos fármacos y estrategias que permitan prevenir o curar estas enfermedades. En los últimos años, la mitocondria de protozoos parásitos se ha convertido en una diana prometedora para nuevos enfoques terapéuticos. Además de la respiración celular, este orgánulo desempeña papeles esenciales relacionados con la regulación de la homeostasis del hierro, incluida la síntesis y el tráfico de porfirinas y la generación de clústeres de hierro y azufre (ISC). Como el hierro es esencial en tripanosomátidos como Leishmania, la ruta que controla su uso es un blanco potencial para el desarrollo de fármacos. En mamíferos, se ha propuesto que dos ABCs mitocondriales de tipo half-transporters, ABCB6 y ABCB7, están involucrados en el transporte de porfirinas y en el ensamblaje de ISC, respectivamente. En este trabajo describimos la caracterización funcional de LmABCB3, una nueva proteína en L. major, que muestra una similitud de secuencia significativa con ABCB6 y ABCB7 humanos y que es esencial para la supervivencia del parásito a través de su papel en la generación de hemo y los ISC citosólicos. Por lo tanto, LmABCB3 podría representar una nueva diana farmacológica. Por otra parte, debido a las resistencias desarrolladas por los parásitos frente a los tratamientos convencionales, los péptidos antimicrobianos han atraído recientemente la atención como posibles compuestos parasiticidas. Los resultados presentados en esta tesis, muestran a AS-48 como la primera bacteriocina (péptido antimicrobiano producido por bacterias ) que tiene actividad frente a T. brucei. Así, AS-48 mata a las formas sanguíneas de diferentes subespecies de este parásito a concentraciones más bajas que las requeridas para los fármacos actualmente utilizados para tratar la HAT, siendo inocuo para las células humanas. Además, su efecto tripanocida se lleva a cabo por un mecanismo de acción diferente al descrito para su efecto bactericida, relacionado con la inducción de una respuesta autofágica en el parásito. Finalmente, hemos evaluado en las formas sanguíneas de T. brucei la actividad tripanocida in vitro de compuestos de origen natural o sintéticos incluyendo: i) derivados del tirosol e hidroxitirosol, compuestos fenólicos que presentan numerosas propiedades biológicas y beneficios potenciales para la salud, incluidos los efectos neuroprotectores, cardioprotectores, anticancerígenos, antiinflamatorios, antioxidantes y antimicrobianos; ii) posibles ligandos de G-quadruplex (G4) del parásito. Estos G4 son estructuras secundarias que se forman en secuencias del ADN y ARN ricas en guaninas, vinculadas a la regulación de importantes procesos biológicos como la replicación y la transcripción de determinados genes, por lo que pueden ser la clave para el desarrollo de nuevas terapias dirigidas contra el cáncer; iii) la tafenoquina, una aminoquinolina desarrollada por GlaxoSmithKline por su potencial para el tratamiento y prevención de la malaria. Algunos de los compuestos ensayados en esta tesis mostraron actividades prometedoras en el rango nanomolar