Estudo in vitro da resistência do Trypanosoma cruzi ao benznidazol
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/32578 |
Resumo: | A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, é uma doença negligenciada e endêmica na América Latina. O tratamento etiológico tem como droga de primeira escolha o benznidazol (bz), um nitroderivado que apresenta eficácia variável e sérios efeitos adversos na fase crônica da doença, o que acaba levando à descontinuação da terapia. Para desempenhar sua ação tripanossomicida, o bz precisa ser metabolizado por nitrorredutases (NTR) dos tipos I e II. As do tipo I são oxigênioinsensíveis e causam dano ao DNA, enquanto as do tipo II são oxigênio-sensíveis e levam à produção de ânion superóxido. A atividade de NTR II é proposta como mecanismo de ativação de drogas nitro-heterocíclicas em tripanossomatídeos, apesar de não haver um consenso sobre a participação do estresse oxidativo na ação de bz nesses parasitos. Fatores que reduzem ou previnem esse processo de ativação do bz podem desencadear resistência, explicando as altas taxas de falha terapêutica. No entanto, os mecanismos moleculares de suscetibilidade e resistência do T. cruzi ao bz ainda não foram completamente elucidados. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a suscetibilidade e resistência do T. cruzi ao bz, de forma a contribuir para a compreensão de alvos relevantes para drogas alternativas. Inicialmente, caracterizamos o envolvimento do estresse oxidativo induzido por bz em epimastigotas da cepa CL Brener. O valor de IC50/24h do bz é 25,6 ± 3,4 µM, e a pré-incubação com os antioxidantes alfa-tocoferol, n-acetilcisteína (NAC) e mitotempo mostraram que somente NAC protege os parasitos do efeito tripanocida de bz. Os ensaios com Amplex red confirmaram aumento nos níveis de H2O2 induzido por bz, produção inibida por NAC e mitotempo. Na análise do efeito ultraestrutural de bz em T. cruzi, imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) demonstraram um fenótipo de inchaço mitocondrial. Esse fenótipo foi prevenido pelo pré-tratamento com NAC, sugerindo que o dano nesta organela está relacionado a um efeito oxidativo de bz. Esses dados foram reforçados através da diminuição do potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) após incubação com bz, parcialmente protegido por NAC e mitotempo, e menor consumo de O2 mitocondrial, o qual foi preservado nos parasitos pré-tratados com mitotempo. A indução de resistência ao bz e ao H2O2 levou a um fenótipo de resistência mitocondrial, em que o ΔΨm de ambas as cepas resistentes não altera quando tratadas com o IC50/24 h de bz. Nossos resultados reforçam um papel central da mitocôndria de T. cruzi no mecanismo de ação de bz, sugerindo a participação dessa organela na resistência do parasito à droga. |
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Estudo in vitro da resistência do Trypanosoma cruzi ao benznidazolTrypanosoma cruziFalha terapêuticaResistênciaBenznidazolNitrorredutasesEstresse oxidativoMitocôndriaDrogas alternativasTrypanosoma cruziResistência a medicamentosAntiparasitáriosDoença de ChagasTrypanosoma cruziTherapeutic failureTherapeutic failureResistanceBenznidazoleNitroreductasesOxidative stressMitochondrionAlternative drugsA doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, é uma doença negligenciada e endêmica na América Latina. O tratamento etiológico tem como droga de primeira escolha o benznidazol (bz), um nitroderivado que apresenta eficácia variável e sérios efeitos adversos na fase crônica da doença, o que acaba levando à descontinuação da terapia. Para desempenhar sua ação tripanossomicida, o bz precisa ser metabolizado por nitrorredutases (NTR) dos tipos I e II. As do tipo I são oxigênioinsensíveis e causam dano ao DNA, enquanto as do tipo II são oxigênio-sensíveis e levam à produção de ânion superóxido. A atividade de NTR II é proposta como mecanismo de ativação de drogas nitro-heterocíclicas em tripanossomatídeos, apesar de não haver um consenso sobre a participação do estresse oxidativo na ação de bz nesses parasitos. Fatores que reduzem ou previnem esse processo de ativação do bz podem desencadear resistência, explicando as altas taxas de falha terapêutica. No entanto, os mecanismos moleculares de suscetibilidade e resistência do T. cruzi ao bz ainda não foram completamente elucidados. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a suscetibilidade e resistência do T. cruzi ao bz, de forma a contribuir para a compreensão de alvos relevantes para drogas alternativas. Inicialmente, caracterizamos o envolvimento do estresse oxidativo induzido por bz em epimastigotas da cepa CL Brener. O valor de IC50/24h do bz é 25,6 ± 3,4 µM, e a pré-incubação com os antioxidantes alfa-tocoferol, n-acetilcisteína (NAC) e mitotempo mostraram que somente NAC protege os parasitos do efeito tripanocida de bz. Os ensaios com Amplex red confirmaram aumento nos níveis de H2O2 induzido por bz, produção inibida por NAC e mitotempo. Na análise do efeito ultraestrutural de bz em T. cruzi, imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) demonstraram um fenótipo de inchaço mitocondrial. Esse fenótipo foi prevenido pelo pré-tratamento com NAC, sugerindo que o dano nesta organela está relacionado a um efeito oxidativo de bz. Esses dados foram reforçados através da diminuição do potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) após incubação com bz, parcialmente protegido por NAC e mitotempo, e menor consumo de O2 mitocondrial, o qual foi preservado nos parasitos pré-tratados com mitotempo. A indução de resistência ao bz e ao H2O2 levou a um fenótipo de resistência mitocondrial, em que o ΔΨm de ambas as cepas resistentes não altera quando tratadas com o IC50/24 h de bz. Nossos resultados reforçam um papel central da mitocôndria de T. cruzi no mecanismo de ação de bz, sugerindo a participação dessa organela na resistência do parasito à droga.Chagas disease, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, is a neglected disease and endemic in Latin America. The etiological treatment has benznidazole (bz) as the drug of first choice, a nitroderivative that present variable efficacy and serious side effects in the chronic phase of the disease, leading to discontinuation of therapy. To perform its trypanosomicidal action, bz must undergo activation by nitroreductases (NTR) type I and II. Type I are oxygen-insensitive and cause DNA damage, while type II are oxygensensitive and leads to superoxide anion production. Type II activity has been proposed as the main activation mechanism of nitroheterocyclic drugs in trypanosomatids, although there is no consensus on the role of oxidative stress in the action of bz in these parasites. However, the molecular mechanisms of susceptibility and resistance of T. cruzi to bz have not been fully elucidated. In this scenario, the objective os this study is to characterize the susceptibility and resistance of T. cruzi to bz, in order to contribute to the understanding of relevant targets for alternative drugs. In our first step, we characterize the involvement of oxidative stress induced by bz in CL Brener strain epimastigotes. The IC50/24h value of bz is 25.6 ± 3.4 µM, and the preincubation with antioxidants alfa-tocoferol, N-acetyl cysteine (NAC) and mitotempo showed that only NAC protected the parasite from trypanocidal effect of bz. Amplex red assay confirmed the increased in H2O2 levels induced by bz, production inhibited by NAC and mitotempo. In the analysis of the ultrastructural effect of bz on T. cruzi, images obtained by transmission electron microscopy (MET) demonstrated a mitochondrial swelling phenotype. Such phenotype was prevented by NAC, suggesting that this organelle damage is related to oxidative effect of bz. These data was reinforced by the reduction in mitochondrial membrane potential (ΔΨm) after the treatment with bz, partially protected by NAC and mitotempo, and lower mitochondrial oxygen consumption, which was preserved in parasites pretreated with mitotempo. The resistance induction of bz and H2O2 led to a mitochondrial resistance phenotype, in which the ΔΨm of both resistant strains did not change when treated with the IC50/24 h of bz. Our data reinforced the central role of T. cruzi mitochondrion in bz mechanism of action, suggesting the participation of this organelle in the parasite's resistance to the drug.42 f.Menna-Barreto, Rubem Figueiredo Sadokhttp://lattes.cnpq.br/3449332914008817Rodrigues, Yara Leite Adamihttp://lattes.cnpq.br/3825235634172515Spiegel, Carolina NascimentoBombaça, Ana Cristina Souzahttp://lattes.cnpq.br/0779738201890511Cavalcante, Ana Luiza Barbosa Godart2024-03-04T19:49:56Z2024-03-04T19:49:56Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfCAVALCANTE, Ana Luiza Barbosa Godart. Estudo in vitro da resistência do Trypanosoma cruzi ao benznidazol. 2023. 42 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biomedicina) - Instituto Biomédico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2023.http://app.uff.br/riuff/handle/1/32578CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2024-03-04T19:50:00Zoai:app.uff.br:1/32578Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-03-04T19:50Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, é uma doença negligenciada e endêmica na América Latina. O tratamento etiológico tem como droga de primeira escolha o benznidazol (bz), um nitroderivado que apresenta eficácia variável e sérios efeitos adversos na fase crônica da doença, o que acaba levando à descontinuação da terapia. Para desempenhar sua ação tripanossomicida, o bz precisa ser metabolizado por nitrorredutases (NTR) dos tipos I e II. As do tipo I são oxigênioinsensíveis e causam dano ao DNA, enquanto as do tipo II são oxigênio-sensíveis e levam à produção de ânion superóxido. A atividade de NTR II é proposta como mecanismo de ativação de drogas nitro-heterocíclicas em tripanossomatídeos, apesar de não haver um consenso sobre a participação do estresse oxidativo na ação de bz nesses parasitos. Fatores que reduzem ou previnem esse processo de ativação do bz podem desencadear resistência, explicando as altas taxas de falha terapêutica. No entanto, os mecanismos moleculares de suscetibilidade e resistência do T. cruzi ao bz ainda não foram completamente elucidados. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a suscetibilidade e resistência do T. cruzi ao bz, de forma a contribuir para a compreensão de alvos relevantes para drogas alternativas. Inicialmente, caracterizamos o envolvimento do estresse oxidativo induzido por bz em epimastigotas da cepa CL Brener. O valor de IC50/24h do bz é 25,6 ± 3,4 µM, e a pré-incubação com os antioxidantes alfa-tocoferol, n-acetilcisteína (NAC) e mitotempo mostraram que somente NAC protege os parasitos do efeito tripanocida de bz. Os ensaios com Amplex red confirmaram aumento nos níveis de H2O2 induzido por bz, produção inibida por NAC e mitotempo. Na análise do efeito ultraestrutural de bz em T. cruzi, imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) demonstraram um fenótipo de inchaço mitocondrial. Esse fenótipo foi prevenido pelo pré-tratamento com NAC, sugerindo que o dano nesta organela está relacionado a um efeito oxidativo de bz. Esses dados foram reforçados através da diminuição do potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) após incubação com bz, parcialmente protegido por NAC e mitotempo, e menor consumo de O2 mitocondrial, o qual foi preservado nos parasitos pré-tratados com mitotempo. A indução de resistência ao bz e ao H2O2 levou a um fenótipo de resistência mitocondrial, em que o ΔΨm de ambas as cepas resistentes não altera quando tratadas com o IC50/24 h de bz. Nossos resultados reforçam um papel central da mitocôndria de T. cruzi no mecanismo de ação de bz, sugerindo a participação dessa organela na resistência do parasito à droga. |
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