Orientador: Aparecido Antonio Camacho / Banca: Raimundo Souza Lopes / Banca: Denise Saretta Schwartz / Banca: Mirela Tinucci Costa / Banca: Mary Marcondes / Resumo: O trabalho teve como objetivo descrever as características clínicas da infecção natural pelo T. cruzi em cães residentes em uma área rural do estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. Foram utilizados métodos sorológicos convencionais e não convencionais em 75 cães residentes na área e avaliação cardiovascular e da bioquímica sérica em quatro animais confirmadamente chagásicos. Foram usados os testes de reação de imunofluorescência indireta (RIFI), ELISA com antígenos da forma epimastigota do T. cruzi (EAE ELISA) e ELISA com antígeno excretado e secretado da forma tripomastigota do T. cruzi (TESA-ELISA), que detectaram anticorpos em 45,33% (n=34), 24,0% (n=18) e 12,0% (n=09) dos cães, respectivamente. A real prevalência da infecção foi confirmada como 10,7% (n=08) pela técnica de immunoblotting com antígeno secretado e excretado da forma tripomastigota do T. cruzi (TESA-blot). O teste com melhor índice de concordância (Kappa; 0,93), sensibilidade (100%) e especificidade (98,5%) foi o TESA-ELISA, que quando associado à RIFI igualou-se aos dados obtidos com o TESA-blot (10,7%). Três dos quatro animais chagásicos apresentaram aumento da silhueta cardíaca direta, aumento da duração de onda P e do complexo QRS. Um cão apresentou bloqueio de ramo direto e outro, bloqueio atrioventricular de primeiro grau e parada sinusal. Notou-se, também, espessamento de parede livre de ventrículo esquerdo em diástole, redução da fração de encurtamento e inversão dos picos de velocidade das onda E e A, indicando disfunção sistólica e diastólica...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study was conduted to describe the clinical characteristics of the natural infection caused by the T. cruzi in dogs residing in a rural area of Mato Grosso do Sul, Brazil. Conventional and nonconventional diagnosis methods were used in 75 dogs living in this area for screening T. cruzi infection. Cardiovascular and biochemical serum were also performed in four confirmed positive dogs. The following tests were used: indirect immunofluorescence test (IFAT), enzyme-linked immunosorbent assay with T .cruzi. epimastigote antigens (EAE ELISA) and enzymelinked immunosorbent assay with T.cruzi excreted-secreted trypomastigote antigens (TESA-ELISA) with detected antibodies in 45,33% (n=34), 24,0% (n=18) and 12,0% (n=09) of the dogs, respectively. The real prevalence of the infection was confirmed as 10,7% (n=08) by immunoblotting test with T. cruzi excreted-secreted antigens (TESAblot). The test with the best concordance index (Kappa; 0,93), sensibility (100%) and specifity (98,5%) was the TESA-ELISA, which, when associated with IFAT had the same as results those obtained with the TESA-blot (10,7%). Three out of the four chagasic animals showed enlarged cardiac silhouette on x-ray and an increase of the P-wave duration and QRS complex in electrocardiogram. Two dogs presented conduction disturbances, right bundle block in one dog and the first-degree atrioventricular block and sinus arrest in another...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Orientador: Chung Man Chin / Banca: Chung Man Chin / Banca: Regina Maria Barreto Cicarelli / Banca: Veni Maria Andres Felli / Banca: Adélia Emilia de Almeida / Banca: Carlota de Oliveira Rangel Yagui / Resumo: A doença de Chagas ou Tripanossomíase americana é ainda um dos maiores problemas endêmicos na América Latina desde sua descoberta 100 anos atrás. Em 2006, havia aproximadamente 7,6 milhões de casos de infecção por Trypanosoma cruzi nos 21 países latino americanos. Cerca de 90 milhões de pessoas estão sobre o risco de contrair a infecção. O número de mortes e novos casos atribuídos a essa doença são respectivamente 21.000 e 200.000 no ano de 2000. Dois fármacos são usados particularmente para tratar esta doença, nifurtimox e benznidazol que são ativos somente na fase aguda da doença. No Brasil, somente benznidazol é disponível no mercado, por causa da resistência do nifurtimox às cepas de T. cruzi. Ambos os fármacos causam efeitos adversos graves que incluem polineuropatia periférica, agranulocitose e trombocitopenia púrpura. Embora o papel exato do sistema imune na patogenia não é totalmente entendido, é aceito que o sistema imune tenha um papel importante na proteção da infecção parasitária. Antígenos produzidos por T. cruzi afetam a função celular e induzem uma resposta caótica no hospedeiro, como a transialidase (TS) que é essencial para sobrevivência do parasita. TS é uma enzima envolvida na invasão de células hospedeiras mamíferas, na proteção contra componentes do sistema complemento e induz apoptose severa nas células do sistema imune, e que a administração de anticorpos é capaz de neutralizar esta enzima. Outro antígeno, J-18, um derivado recombinante da glicoproteína gp82, é capaz de se ligar à mucosa gástrica e isto é crucial para o estabelecimento da infecção oral. Então, um anticorpo contra esta glicoproteína poderia ser útil para inibir a invasão na mucosa gástrica. Cruzipaína é outra enzima importante do T. cruzi e suas funções parecem ser participar da nutrição, mecanismos de defesa e replicação do parasita... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Chagas disease or American trypanosomiasis is still one of the major endemic problems in Latin America since its discovery 100 years ago. In 2006, there were approximately 7.6 million cases of Trypanosoma cruzi infection in 21 Latin American countries. Around 90 million people are at risk of contracting the infection. The number of deaths and new cases attributed to this disease are respectively 21,000 and 200,000 in the year 2000. Two drugs are particularly used to treat this disease; nifurtimox and benznidazol are active only in its acute phase. In Brazil, just benznidazol is available in the market, because nifurtimox resistant to T. cruzi strains. Both drugs cause severe side-effects including peripheral sensitive polyneuropathy, agranulocytosis and thrombocytopenic purpura. Although the exact role of the host immune system in the pathogenesis is not still fully understood, it is accepted that the immune system plays an important role in protection from parasitic infection. Antigen derivatives from T. cruzi affect cellular function and induce chaotic immune system host response, like trans-sialidase (TS) being essential for the parasite survival. TS is an enzyme involved in the invasion of mammalian host cells, in the protection against components of complement system and induces severe apoptose in cells of the immune system, and that antibodies administration is able to neutralize this enzyme. Another antigen, J-18, a recombinant glyprotein gp82 derivative, is able to bind to gastric mucin and this is crucial for the establishment of T. cruzi infection by oral route. Then, an antibody against this glycoprotein could be useful to inhibit the gastric mucin invasion. Cruzain is another important enzyme of T. cruzi and its functions seem to participate in nutrition, defense host mechanisms and replication of intracellular parasite. While there are no strong inhibitors against TS... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Simone Baldini Lucheis / Banca: Jussara Marcondes Machado / Banca: Ariel Mariano Silber / Resumo: A doença de Chagas é uma zoonose, causada pelo Trypanosoma cruzi (T. cruzi), afetando também espécies de animais silvestres e domésticos. Os cães e os gatos têm grande importância no ciclo de transmissão deste parasita, sendo considerados os principais reservatórios domésticos e fontes de infecção de tripanossomatídeos, devido a sua grande proximidade com o homem, sua boa susceptibilidade à infecção chagásica e por atraírem o vetor. Dentre os métodos diagnósticos, a hemocultura representa um teste parasitológico cuja positividade demonstra a presença do parasito na corrente sanguínea. Esta é uma diferença importante em relação à técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), considerada como padrão ouro, a qual possui capacidade de detectar fragmentos do parasita, não necessitando este estar presente inteiro na circulação. O presente estudo objetivou avaliar a ocorrência de T. cruzi em cães e gatos procedentes de Botucatu-SP e Campo Grande-MS, bem como avaliar a técnica de hemocultura em meio LIT (Liver Infusion Tryptose) utilizandose a técnica de PCR, além de comparar os iniciadores P35/P36 e TCZ1/TCZ2 na detecção do T. cruzi pela PCR. Foram colhidas aleatoriamente amostras de sangue de 50 cães e 50 gatos procedentes de Campo Grande-MS e de 50 cães e 50 gatos procedentes de Botucatu- SP. Para a hemocultura, cada amostra foi inoculada em três tubos, contendo 5 mL de meio LIT em cada. A primeira leitura das culturas foi após dez dias, sendo posteriormente observadas quinzenalmente, durante quatro meses. Ao término deste, todas as hemoculturas foram processadas para a extração do DNA parasitário. As reações de PCR foram realizadas utilizando-se os iniciadores P35/P36 e TCZ1/TCZ2. Das 100 amostras de Botucatu-SP, dez cães e dez gatos (20%) foram positivos à PCR (tanto para os iniciadores P35/P36, quanto para os iniciadores TCZ1/TCZ2), ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Chagas disease is a zoonosis caused by Trypanosoma cruzi (T. cruzi) which also affects household and wild animal species. Dogs and cats play an important role in this parasite's transmission cycle and they are considered to be the main household reservoirs as well as sources of infection with trypanosomatids due to their closeness to men, their good susceptibility to chagasic infection and the fact that they attract the vector. Among diagnostic methods, hemoculture represents a parasitological test whose positivity shows the parasite's presence in the blood stream. This is an important difference in relation to the Polymerase Chain Reaction (PCR) technique, which is regarded as gold standard and capable of detecting fragments of the parasite, thus not requiring the presence of whole organisms in the blood stream. The present study aimed at evaluating the occurrence of T. cruzi in dogs and cats from Botucatu - SP and Campo Grande - MS as well as at evaluating the technique of hemoculture in LIT (Liver Infusion Tryptose) medium by using the PCR technique, in addition to comparing primers P35/P36 and TCZ1/TCZ2 in the detection of T. cruzi by PCR. Blood samples were randomly collected from 50 dogs and 50 cats from Campo Grande - MS and from 50 dogs and 50 cats from Botucatu - SP. For hemoculture, each sample was inoculated into three tubes containing 5 mL of the LIT medium each. The first reading of the cultures occurred ten days later, and they were later observed fortnightly for four months. Upon completion of such period, all the hemocultures were processed for parasitic DNA extraction. The PCR reactions were performed by using primers P35/P36 and TCZ1/TCZ2. Of the 100 samples from Botucatu - SP, ten dogs and ten cats (20%) were positive to PCR (both for primers P35/P36 and for primers TCZ1/TCZ2). Four dogs and three cats (7%) showed to be positive to hemoculture, and one cat ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Simone Baldini Lucheis / Resumo: A Leishmaniose Visceral e a Doença de Chagas são importantes zoonoses negligenciadas do ponto de vista de saúde pública. Animais domésticos, como o cão, e animais silvestres, como os gambás, fazem parte do ciclo destas zoonoses como fontes de infecção para os vetores. O estudo foi realizado em cinco municípios da Regional de Saúde de Três Lagoas, Mato Grosso do Sul, em 2013 e 2014, com objetivo de identificar a ocorrência da infecção natural por Leishmania spp e Trypanosoma cruzi em gambás (Didelphis albiventris) e cães domiciliados, descrever aspectos epidemiológicos dessas doenças na população canina e humana, seus vetores, e a distribuição espacial da Leishmaniose Visceral Canina usando técnicas do georrefenciamento. Amostras de sangue dos cães foram submetidas a análises sorológicas e moleculares, e a dos gambás somente as análises moleculares. Em relação à pesquisa de anticorpos contra a Leishmania spp., as provas sorológicas de 683 amostras dos cães, revelaram reagentes 320 amostras ao Dual Path Platform, 300 amostras ao Enzyme Linked Immunosorbent Assay e 116 a Reação de Imunofluorescência Indireta. Para Trypanosoma cruzi, pela Reação de Imunofluorescência Indireta, quatro amostras do município de Três Lagoas foram reagentes. Das 683 amostras de sangue total, dos cães submetidas à Reação em Cadeia pela Polimerase, todas foram negativas para Trypanosoma cruzi e obteve-se êxito na amplificação de Leishmania spp em 17 amostras. As 39 amostras de sangue total dos gambás fo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Visceral Leishmaniasis (VL ) and Chagas disease (CD ) are important neglected zoonoses in accordance with public health. Domestic animals such as dogs and wildlife such as possums , are part of these zoonoses cycles as reservoirs and sources of infection for vectors. The study was conducted in five Regional Health of the municipalities of Três Lagoas , Mato Grosso do Sul in 2013 and 2014 , in order to verify the occurrence of natural infection with Leishmania infantum and Trypanosoma cruzi in opossums (Didelphis albiventris) and the pet dogs, and describe the characteristics of diseases in human and canine population , vectors , and the spatial distribution of canine Visceral Leishmaniasis using techniques georrefenciamento. In dog´s blood there were performed serological analysis and molecular tests ande the samples of the opossums were performed molecular tests. Regarding the research for Leishmania antibodies the techniques serological to 683 dog samples, showed reagent 320 samples to Dual Path Platform, 300 samples to Enzyme Linked Immunosorbent Assay and 116 to Immunofluorescence Antibody Test. For Trypanosoma cruzi, the test Immunofluorescence Antibody Test (IFAT) four samples of Três Lagoas municipality were reactive. Of the samples from dogs 683 submitted to the Polymerase Chain Reaction were all negative by Trypanosoma cruzi gave successful amplification Leishmania spp in 17 of them. The 39 samples of the opossums were all negative by PCR to Leishmania spp. and Trypa... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A doença de Chagas é uma doença tropical negligenciada de alta prioridade nos programas de pesquisa e desenvolvimento da Organização Mundial da Saúde (OMS). Endêmica em 21 países da América Latina, a doença tem recentemente se tornado uma preocupação de saúde em outras regiões do planeta, como a América do Norte, Europa, Oceania e Ásia. Causada pelo parasita Trypanosoma cruzi, a doença de Chagas atinge 8-10 milhões de pessoas, de acordo com estimativas da OMS. Os únicos dois medicamentos disponíveis para o tratamento da doença são ineficazes e causam graves efeitos adversos. Este panorama tem evidenciado a urgência por novos agentes terapêuticos. O objetivo desta dissertação de mestrado é o desenvolvimento de modelos de relações quantitativas entre a estrutura e atividade (QSAR, na sigla inglesa para quantitative structure-activity relationships) para uma série de derivados piridínicos inspirados em um composto líder com potente ação anti-T. cruzi. Os modelos de QSAR foram gerados com os métodos holograma QSAR (HQSAR, na sigla inglesa para hologram QSAR); análise comparativa dos campos moleculares (CoMFA, na sigla inglesa comparative molecular field analysis); e análise comparativa dos índices de similaridade estrutural (CoMSIA, na sigla inglesa para comparative molecular similarity indices analysis). Os modelos identificaram as principais características estruturais que determinam a potência biológica destes compostos. Além disso, os modelos possuem alta consistência estatística e elevada capacidade de predição para novas moléculas. Os resultados apresentados revelam a utilidade dos modelos de QSAR no planejamento de novos antichagásicos mais potentes dentro da diversidade química explorada. / Chagas disease is a neglected tropical disease of high priority for the World Health Organization (WHO) drug discovery and development programs. Endemic in 21 countries in Latin America, the disease has recently become a public health problem in other regions of the planet, such as North America, Europe, Oceania and Asia. Caused by the parasite Trypanosoma cruzi, Chagas disease affects 8-10 million people worldwide, according to WHO. The only two available drugs are ineffective and cause serious side effects. These drawbacks have demonstrated the urgency for novel therapeutic agents. The main goal of this masters dissertation is the development of quantitative structure-activity relationships models (QSAR) for a series of pyridine derivatives having prominent activity against T. cruzi. The compounds were inspired in the structure of a lead compound with potent anti-T. cruzi action. The QSAR models were created using the methods hologram QSAR (HQSAR); comparative molecular field analysis (CoMFA); and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA). The resulting models have identified key molecular features that determine the biological potency of the compounds. Furthermore, these models possess high statistical consistency and distinct ability to predict the potency of new molecules. The results reported reveal the usefulness of the developed QSAR models in the design of new antichagasic agents within this structural diversity.

A doença de Chagas é uma das doenças tropicais negligenciadas prioritárias para a Organização Mundial da Saúde (OMS). Endêmica na América Latina, é considerada atualmente um problema de saúde mundial, afetando diversos países na América do Norte, Europa, Ásia e Oceania. Estima-se que 8-10 milhões de pessoas estejam infectadas com o protozoário Trypanosoma cruzi. O tratamento disponível é limitado a dois fármacos que apresentam baixa eficácia e sérios efeitos adversos, o que torna evidente a urgência por novas alternativas terapêuticas. Esta dissertação de mestrado tem como objetivo o desenvolvimento de estudos das relações quantitativas entre a estrutura e atividade (QSAR, na sigla inglesa para quantitative structure-activity relationships) para duas séries de derivados do fenarimol com atividade anti-T. cruzi. Os compostos selecionados possuem considerável potência in vitro contra o parasita, além de atividade in vivo em modelos experimentais da doença, o que caracteriza o seu potencial para estudos em química medicinal. Neste contexto, estratégias de planejamento de fármacos foram utilizadas para a geração de modelos de QSAR preditivos. Foram utilizados os métodos holograma QSAR (HQSAR, na sigla inglesa para hologram QSAR); análise comparativa dos campos moleculares (CoMFA, na sigla inglesa para comparative molecular field analysis); e análise comparativa dos índices de similaridade estrutural (CoMSIA, na sigla inglesa para comparative molecular similarity indices). Os modelos gerados possuem alta capacidade de correlação interna e de predição externa, indicando também um conjunto de características estruturais responsáveis pela atividade anti-T. cruzi. Os resultados apresentados neste trabalho são úteis no planejamento de novos derivados do fenarimol com propriedades antichagásicas. / Chagas\' disease is considered by the World Health Organization (WHO) as one of the top neglected tropical diseases. Endemic in Latin America, it is currently a global public health problem, affecting several countries in North America, Europe, Asia and Oceania. The disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, affects around 8-10 million people worldwide. The available treatment is limited to two drugs that present low efficacy and severe side effects, highlighting the urgent need for new therapeutic options. This masters dissertation focuses on the development of quantitative structure-activity relationships (QSAR) models for two series of fenarimol derivatives with activity against T. cruzi. The selected compounds exhibit substantial in vitro potency against the parasite, as well as in vivo activity in experimental models of the disease, which point out their potential for further studies in medicinal chemistry. In this context, drug design strategies were applied for the generation of predictive QSAR models. The methods employed were hologram QSAR (HQSAR); comparative molecular field analysis (CoMFA); and comparative molecular similarity indices (CoMSIA). The models possess high internal and external consistency, also indicating a set of structural features related to their anti-T. cruzi activity. The results reported herein are useful for the design of new fenarimol derivatives as new antichagasic agents.

A doença de Chagas é uma doença tropical negligenciada de alta prioridade nos programas de pesquisa e desenvolvimento da Organização Mundial da Saúde. Grave problema de saúde pública, é uma das maiores causas de desordens cardíacas em vários países da América Latina. A inexistência de um tratamento satisfatório faz urgente a busca por novas alternativas terapêuticas. Nesse contexto, o objetivo dessa tese de doutorado foi o desenvolvimento de inibidores da enzima cruzaína de Trypanosoma cruzi, alvo molecular validado para a doença de Chagas, utilizando de forma integrada várias estratégias experimentais e computacionais de química medicinal e planejamento de fármacos. Duas classes de inibidores foram utilizadas como compostos líderes: derivados benzimidazólicos e imídicos. Diversas etapas de planejamento, síntese química e avaliação biológica foram realizadas de forma iterativa até que a otimização da potência dos compostos fosse alcançada. Modificações em diversas regiões de cada composto líder foram exploradas, levando ao entendimento de requerimentos de SAR essenciais para a inibição enzimática. O mecanismo de inibição de novas séries de compostos foi determinado. Estudos preliminares de toxicidade, em linhagens celulares e in vivo, mostraram que os compostos apresentam um perfil seguro. Por meio da realização de um estágio de doutorado sanduíche no departamento de metabolismo de fármacos e farmacocinética da empresa farmacêutica norte-america AbbVie, foi realizada a determinação de parâmetros farmacocinéticos dos compostos investigados. Além disso, foi possível a utilização de uma metodologia recentemente implementada na empresa, com foco na otimização de múltiplos parâmetros de um composto teste. Este método foi utilizado para a identificação de candidatos a novos fármacos com um equilíbrio favorável entre potência e parâmetros farmacocinéticos, que são absolutamente essenciais para o desenvolvimento de um novo fármaco eficaz e seguro. Por fim, foi criada uma estratégia mais racional e efetiva para a triagem de candidatos a novos antichagásicos, que apresentem uma combinação otimizada de potência e propriedades de ADME. / Chagas\' disease is considered a high priority neglected tropical disease by the World Health Organization in its research and development programs. It is a serious public health problem, being among the main causes of cardiac disorders in many countries in Latin America. The absence of an effectite treatment makes urgent the pursue of novel therapeutic options. In this way, the goal of this PhD thesis was to develop inhibitors of the enzyme cruzain, the main cysteine protease from Trypanosoma cruzi, a validated target for Chagas\' disease drug discovery. This work involved the combination of experimental and computational approaches in medicinal chemistry and drug design. Two sets of inhibitors were used as lead compounds: benzimidazole and imide derivatives. The design, chemical synthesis and biological evaluation of several compounds were performed iteratively, until the optimization of potency was achieved. Modifications in different regions of each lead compound were explored, making it possible to understand the SAR requirements for enzyme inhibition. The mode of inhibition of the compounds was determined. Preliminary toxicity studies were caried out using cellular lineages and mice, showing that the compounds possess a safe profile. A PhD internship at the department of metabolism and pharmacokinetics at the U.S. pharmaceutical company AbbVie led to the determination and optimization of the pharmacokinetic profile of the inhibitors. Besides, a methodology recently implemented in the company was employed in this work, which aims a multi parametric optimization of the test compounds. This method was used to identify drug candidates with a favorable balance between potency and pharmacokinetic parameters, which are absolutely essential to develop a new, safe and effective drug. Finally, it was created a rational and more effective strategy for the screening of new antichagasic drug candidates, presenting an optimized combinaiton of potency and ADME properties.

Dentre as doenças parasitárias tropicais, as causadas por protozoários se apresentam como um grande desafio para a saúde pública, sendo representadas pela leishmaniose e doença de Chagas. Afetam grandes populações marginais ao processo econômico globalizado, e desta forma, não são vistas como mercados potenciais. O presente projeto visou o isolamento de novos compostos naturais de venenos animais com atividade anti-Leishmania e anti-T. cruzi. O presente estudo fracionou por diferentes técnicas cromatográficas, os venenos dos anfíbios Siphonops annulatus, Corythomantis greeningi, Aparasphenodon brunoi e Phyllomedusa hypochondrialis, visando o isolamento de peptídeos e metabólitos secundários através de ensaios biomonitorados. Utilizando-se a espectrometria de massas e seqüenciamento por degradação química de Edman, foi possível a caracterização bioquímica de cinco peptídeos ativos da secreção de Phyllomedusa hypochondrialis, sendo estes a bradicinina, as dermaseptinas 1 e 4 e as filoseptinas 7 e 8. Os peptídeos apresentaram uma Concentração Efetiva 50% (CE50) variando entre 0,7 a 20 ?g/mL em L. (L.) infantum chagasi e T. cruzi, com baixa ou nenhuma citotoxicidade para células de mamíferos nas concentrações testadas. Além disso, a separação química da secreção do anfíbio Siphonops annulatus forneceu uma fração altamente ativa em promastigotas de L. (L.) infantum chagasi, com CE50 0,065 ?g/mL, porém com toxicidade bastante elevada para macrófagos peritoneais e nenhuma seletividade nas formas intracelulares. Estudos ultraestruturais de Leishmania demonstraram severos danos mitocondriais, além da formação de grande vacúolos citoplasmáticos, levando o parasita a morte em poucas horas. O presente estudo demonstrou o potencial de peptídeos e metabólitos secundários de venenos de anfíbios, que se adequadamente estudados, poderão contribuir como novos protótipos de fármacos para a doenças negligenciadas. / Among the tropical parasitic diseases, those caused by protozoa present a major challenge to public health, being represented by leishmaniasis and Chagas disease. Affect large populations marginal to the global economic process, and thus are not seen as potential markets. This project aimed the isolation of new natural compounds in animal venoms with anti-Leishmania activity and anti-T. cruzi. The present study fractionated by different chromatographic techniques, the poisons of the amphibians Siphonops annulatus, Corythomantis greeningi, Aparasphenodon brunoi and Phyllomedusa hypochondrialis, aiming the isolation of peptides and secondary metabolites through bioguided assays. By using mass spectrometry and sequencing by Edman degradation, it was possible to do the biochemical characterization of five active peptides from the poison of Phyllomedusa hypochondrialis, as bradykinin, dermaseptins 1 and 4 and phylloseptins 7 and 8. The peptides showed a 50% Effective Concentration (EC50) ranging from 0.7 to 20 ?g/mL in L. (L.) infantum chagasi and T. cruzi, with little or no cytotoxicity to mammalian cells at the tested concentrations. In addition, the chemical separation of the poison of the amphibian Siphonops annulatus provided a highly active fraction against promastigotes of L. (L.) infantum chagasi, with an EC50 of 0.065 ?g/mL, but highly toxicity to peritoneal macrophages and without selectivity against the intracellular forms of Leishmania. Ultrastructural studies of Leishmania showed severe mitochondrial damages and the formation of large cytoplasmic vacuoles, leading to parasite death within few hours. The present study demonstrated the potential of peptides and secondary metabolites of amphibian poisons, and if adequately studied, may contribute as prototypes of new drugs for neglected diseases.

Doenças negligenciadas acometem milhares de pessoas em todo o mundo, principalmente em países subdesenvolvidos. A exemplo destas encontram-se doenças como a leishmaniose e a doença de Chagas que representam relevantes problemas de saúde pública. As terapias disponíveis para estas doenças tropicais, contudo, estão longe de serem satisfatórias e eficazes, considerando-se que os quimioterápicos existentes apresentam reconhecida toxicidade, alto custo e eficácia moderada. Com o propósito de obter alternativas terapêuticas otimizadas, este projeto de pesquisa teve como objetivo a obtenção de pró-fármacos de compostos nitroderivados com comprovada atividade leishmanicida e antichagásica para serem utilizados em sistemas ADEPT visando maior eficácia e menor toxicidade no tratamento destas parasitoses. A princípio, duas frentes de trabalho em paralelo foram adotadas: uma teórica, para determinação do mecanismo catalítico da carboxipeptidase G2 (CPG2) e obtenção de informações relacionadas ao mecanismo de clivagem dos pró-fármacos propostos, e a outra sintética, para obtenção dos compostos propriamente ditos. Estudos teóricos de ancoramento e dinâmica molecular da CPG2 com um de seus reconhecidos substratos, o metotrexato, indicaram que o mecanismo de ação proposto para metaloproteases em geral também pode ser aplicado a esta enzima. Informações relacionadas ao mecanismo de clivagem dos pró-fármacos propostos também foram obtidas. A rota sintética inicialmente proposta para a obtenção dos pró-fármacos partia da ligação dos nitroderivados ao ácido glutâmico por intermédio de um agente espaçante, o ácido succínico. Com base nas informações obtidas nos estudos teóricos, entretanto, o projeto foi reformulado focando-se na síntese dos pró-fármacos sem agente espaçante, pois estes se mostraram mais favoráveis ao reconhecimento pela enzima. Com relação à síntese, a obtenção dos compostos planejados não foi alcançada a despeito dos esforços empreendidos. Estudos teóricos e experimentais de reatividade parecem comprovar a tese de que o grupo nitro desativa as funções nucleofílicas das estruturas dos nitrocompostos que seriam fundamentais para as reações de acoplamento ao transportador ácido glutâmico. Este achado, contudo, constitui um importante problema a ser solucionado, visto que nitroderivados parecem exercer suas atividades principalmente mediante redução do grupo nitro e produção de espécies reativas de oxigênio nas redondezas dos parasitas. / Neglected diseases affect millions of people around the world for the most part in underdeveloped countries. Leishmaniasis and Chagas disease are example of important public health problems spread through Africa, Asia and Latin America. Unfortunately, currently available chemotherapy to treat these diseases remains ineffective, being the most frequently applied drugs toxic, expensive and of moderate potency. By considering this actual picture and envisioning new therapeutic alternatives, the aim of this work was to design and synthesize potential antichagasic and antileishmanial prodrugs of nitroderivatives to be used in Antybody-Directed Enzyme Prodrug Therapy (ADEPT), a drug design approach which results in targeted delivery of the active compounds, increasing their potencies in addition to lowering their toxicity. Theoretical studies to determine the catalytic mechanism of the carboxypeptidase G2 (CPG2) and to obtain information about the cleavage mechanism of proposed prodrugs were performed whereas different synthetic approaches were made to obtain the compounds. Docking and molecular studies of the CPG2 considering theoretical interactions with its known substrate, methotrexate, indicated that the proposed general mechanism for metalloproteases could be indeed applied to this enzyme. Information about the cleavage mechanism of prodrugs was also obtained. Initially prodrugs proposed were composed by nitroderivatives structures attached to glutamic acid, the chosen transporter agent, by a spacer group, the succinic acid. Theoretical studies, however, had showed that prodrugs constructed without a spacer agent could be better recognized by the enzyme. These results re-directed the synthetic approach to new prodrug structure without spacer. Despite all efforts spent, it was impossible to obtain the proposed prodrug structures. Experimental reactivity studies were then accomplished, since it was possible that the nitro group, from nitroderivatives structure, was able to reduce the nucleophilic power of particular functional groups chosen to accomplish the coupling between the active compound and the transporter. The results corroborate this hypothesis and the absence of nitro group facilitates the prodrug synthesis. This, however, constitute an important problem to be solved since the nitroderivative seams to exert their function mainly by nitro group reduction and production of free radical species in the surrounding of the parasites.

A doença de Chagas, parasitose endêmica causada pelo Trypanosoma cruzi, se apresenta como grande causa de morbimortalidade, afetando cerca de 18 milhões de pessoas no continente americano e causando 21.000 mortes, a cada ano. Atualmente, estima-se que 100 milhões de pessoas estejam sob risco de contaminação nos 18 países da área endêmica da doença. A quimioterapia contra a tripanossomíase americana é constituída por apenas dois fármacos, nifurtimox e benznidazol, que não apresentam ação adequada na fase crônica da doença. Por estas razões, é premente a necessidade de novas e mais eficazes alternativas terapêuticas. A cruzaína, mais abundante cisteíno-protease do parasita, é enzima essencial em todos os estágios de modificação celular do parasita e está, também, presente no processo de invasão e modificação do sistema imune do hospedeiro. Além disso, apresenta diferenças em relação a enzimas dessa categoria no hospedeiro. Trata-se, pois, de excelente alvo bioquímico para a pesquisa de novos agentes contra o T. cruzi. Face ao exposto e tendo-se em vista a especificidade da cruzaína, considera-se de grande interesse a compreensão do mecanismo de interação de compostos com essa enzima com o intuito de planejar derivados com atividade antichagásica potencial. O presente trabalho teve o objetivo de elucidar a afinidade de diferentes classes de compostos pela enzima, na busca racional de novos tripanomicidas. Assim, pró-fármacos peptídicos recíprocos, derivados de primaquina(PQ) e de nitrofural(NF), anteriormente sintetizados, e pró-fármacos peptídicos duplos do hidroximetilnitrofural (NFOH) planejados, e cuja síntese foi estudada, foram submetidos a estudos de modelagem molecular e de docking. Os peptídios foram escolhidos com base na cisão específica pelacruzaína. Avaliou-se a interação com a enzima e elucidar o mecanismo de liberação dos fármacos e composto ativo a partir desses derivados. Os estudos indicaram que o melhor transportador a ser utilizado no planejamento de novos pró-fármacos é o dipeptídio LysArg, corroborando o que havia sido observado nos ensaios em cultura de células infectadas . com o T. cruzi. Ante a possibilidade de um segundo mecanismo de ação pela interação entre a Cys25 da cruzaína e o grupo semicarbazona, presente no NF e no NFOH, planejaram-se e sintetizaram-se análogos destes compostos, utilizando bioisosterismo clássico entre enxofre e oxigênio. Estudos de modelagem molecular e docking indicaram a participação também deste mecanismo de ação na atividade dos referidos derivados nitro-heterocíclicos. Todos os bioisósteros apresentaram ação inibitória na cruzaína IC50 entre 2,71 µM e 22,83 µM - evidenciando, também, este mecanismo de ação. Com o objetivo de se estudar a influência do grupamento (tio)semicarbazona presente nos derivados bioisostéricos sintetizados, realizaram-se estudos de QSAR 20 e 3D em série de compostos descritos na literatura, obtendo-se modelos robustos e com grau elevado de predição, comprovando a ação na cruzaína. Tais grupos podem ser utilizados no planejamento de novos tripanomicidas. Complementando a busca racional de novos antichagásicos potenciais, efetuou-se triagem virtual de novos ligantes utilizando o planejamento racional com base na estrutura do receptor (SBDD) a partir de modelo farmacofórico específico obtido para a cruzaína. Esse estudo proporcionou a sugestão de vinte moléculas a partir do banco de dados CHEMDIV, com possível ação inibitória da enzima. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que os estudos realizados com pró-fármacos e análogos por meio de processos racionais de planejamento forneceram dados importantes para a pesquisa de candidatos a novos fármacos antichagásicos. / Chagas \' disease, a parasitosis caused by Trypanosoma cruzi, is an endemic disease that affects most part of Latin America. About 18 million people are infected by the parasite and around 21 thousand deaths are related to Chagas\' disease each year. Nowadays, 100 millions of people are estimated to be under the risk of infection in the 18 countries of the endemic areas. The therapeutic armamentarium available against Chagas\' disease is comprehended by only two drugs, nifurtmox and benznidazol, which are not effective in the chronic phase of the disease. Cruza in, the most abundant cysteine protease of the parasite, is essential in all stages of the cellular development of the parasite and responsible for invasion and modification of the immunologic system of the human host. Besides, it has differences relatively to those enzymes in the humans. So, it is an excellent biochemical target for searching new agents against T. cruzi. This said and in the view of cruzain specificity, understanding the mechanism of interaction of compounds with this enzyme is considered very interesting in order to design derivatives with potential anti-Chagas\'disease. The present work had the objective of elucidating the affinity of different classes \'of compounds to the enzyme, in the rational search for new trypanomicides. So, mutual peptide prodrugs, derived from primaquine (PQ) and nitrofurazone (NF), previously synthesized, and designed double peptide prodrugs of hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), which synthesis has been studied, were submitted to molecular modeling and docking studies. The peptides were chosen based on specific cleavage by cruzain. The interaction with the enzyme and the drug as well as the active compound release mechanism from those derivatives were evaluated. The studies have indicated the dipeptide LysArg as the best carrier to be used in the design of new prodrugs, corroborating what had been earlier observed in the tests of T. cruzi infected cell culture. Based on the possibility of a second mechanism of action through the interaction between cruzain Cys 25 and the semicarbazone group, found in NF and NFOH, analogs of this c/ass of compounds were designed, and synthesized, using classic bioisosterism between sultur and oxygen. Molecular modeling and docking studies have indicated also the participation of this mechanism in the activity of the nitro-heterocyclic compounds referred. All bioisosters showed to inhibit cruzain IC50 between 2.71 µM and 22.83 µM -- also evidencing this mechanism of action. With the purpose of studying the influence of (thio)semicarbazone group present in the synthesized bioisoster derivatives, 20 and 3D QSAR have been developed for a series of compounds reported in the literature, leading to robust and high- preditive leveI models, confirming their action in cruzaine. Those groups might be used in the design of new trypanomicides. Complementing the rational search for new antichagasic compounds, a virtual screening of new ligands, using the structure-based drug design (SBDD) was developed based on a specific pharmacophore model obtained for cruzain. This study have provided the suggestion of twenty compounds from the CHEMDIV data bank with possible inhibitory activity in cruzain. Based on the results obtained, the conclusion is that the studies herein developed with prodrugs and analogs through rational drug design lead to important data towards the research of new candidates as new antichagasic drugs.