A doença de Chagas é considerada a terceira doença parasitária tropical de maior incidência no mundo, só superada pela malária e esquistossomose, e seu agente causador é o protozoário flagelado Trypanosoma cruzi. O parasita expressa uma enzima de superfície denominada trans-sialidase de Trypanosoma cruzi (TcTS), responsável pela transferência do ácidos siálicos de células do hospedeiro para moléculas de ?-galactose terminais presentes em glicoproteínas de sua superfície. As moléculas de glicoproteína sialiladas estão envolvidas na adesão e subsequente penetração do parasita em células hospedeiras. O papel fundamental da TcTS no reconhecimento e na invasão de células hospedeiras, bem como sua ausência em seres humanos, torna esta enzima um alvo potencial a ser estudado. A TcTS é específica em catalisar, preferencialmente, a transferência de ácido siálico para moléculas de mucina, originando ligações ?-2,3 com unidades de ?-galactose aceptoras na superfície do parasita. Considerando a importância da unidade de galactose e da função carboxila do ácido siálico para interações no sítio ativo de TcTS, priorizamos na síntese de derivados galactosil-triazolo-benzenossulfonamidas com diferentes substituintes, visto que o grupo sulfonamida é bioisóstero do ácido carboxílico, na busca de potenciais inibidores de TcTS. Os derivados galactosiltriazolo- benzenossulfonamidas 45-51 foram preparados via estratégia de click chemistry, por reação de ciclo-adição azido-alcino catalisada por Cu(I) (CuAAC), a partir do intermediário de galactose contento função amino terminal 30 e os derivados aril azidas 38-44. Após etapa de desacetilação, os produtos obtidos 52-58 foram testado em TcTS por ensaio fluorimétrico in vitro para avaliação de sua atividade inibitória. Os resultados obtidos são interessantes e bastante promissores, principalmente com os obtidos com o produto 58 (contendo o grupo galactosiltriazólico ligado a sulfapiridina), que apresentou atividade inibitória promissora (81%) na concentração de 1,0 mM, abrindo perspectivas para a síntese de um maior número de derivados galactosil-triazolo-benzenossulfonamidas com diferentes substituintes em R, para o estabelecimento de estudos de relação estruturaatividade. Adicionalmente, os compostos 53-55 foram testados em ensaios in vitro para avaliação de sua atividade tripanocida e citotóxica, e apresentaram atividade tripanocida máxima de 50%, normalmente nas concentrações de 500 a 250 ?M, com destaque para o derivado 55, contendo o grupo galactosil-triazólico ligado a sulfamerazina, que apresentou atividade moderada, mas superior ao benznidazol nas concentrações mais baixas (15,0 - 1,9 ?mol.L-1). Por outro lado, de acordo com os resultados do ensaio de citotoxicidade, a atividade citotóxica foi observada apenas nas concentrações mais elevadas, similar ao benznidazol. / Chagas disease is considered the third most common tropical parasitic disease worldwide, after malaria and schistosomiasis, and its causer is the flagellate protozoan, Trypanosoma cruzi. The parasite expresses a surface enzyme known as Trypanosoma cruzi trans-sialidase (TcTS), responsible for the transference of sialic acid from host cell to ?-galactose terminal molecules present in surface glycoproteins. Sialylated glycoproteins molecules are involved in adhesion and further penetration of parasite in host cell. Due to TcTS primordial role in recognizing and invasion of host cells, as well as its absence in humans, this enzyme becomes a potential target to be investigated. TcTS is specific on catalyzing, specially, transference of sialic acid to mucin molecule giving ?-2,3 bond with ?-galactose moiety in parasite surface. Considering the importance of the galactose moiety and the function of carboxylic in sialic acid for interactions in TcTS enzyme, we prioritized the synthesis of galactosyl-triazol-benzenesulfonamides derivatives with different substituents since sulfonamide group is bioisoster of carboxylic acid, in attempt to produce potential inhibitors of TcTS. The galactosyl-triazol-benzenesulfonamides derivatives 45-51 were prepared via click chemistry reaction (Copper(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC)) from galactose intermediate with terminal amino group 30 and aril azides derivatives 38-44. After removing acetyl group, the inhibiting activity of products 52-58 were evaluated in TcTS fluorimetric in vitro assay. We found very promising results, specially with 58 (containing galactosyl-triazolic group bonded to sulfapyridine), wich showed 81% of inhibitory activity in 1,0mM solution, bringing expectations for synthesis of greater number of galactosyl-triazolbenzenesulfonamides derivatives with different substituents in R, to establish studies of structure relationship activity. Additionally, trypanocidal and cytotoxic activity of compounds 53-55 were tested and showed maximum activity of 50%, commonly in concentrations of 500 to 250 ?M, specially compound 55, containing galactosyltriazolic group bonded to sulfamerazine, with showed moderate activity, but higher then benznidazol in lower concentrations (15,0 - 1,9 ?mol.L-1). On the other hand, according to cytotoxicity results, activity were observed only in higher concentrations, as for benznidazol.

Na fase crônica da doença de Chagas, 70% dos pacientes são assintomáticos, 20-30% apresentam a forma cardíaca e 8% a digestiva. A influência da heterogeneidade genética das cepas de Trypanosoma cruzi na evolução da forma clínica foi cogitada. Neste trabalho, utilizamos PCRs para genes do maxicírculo de T. cruzi para caracterizar parasitas isolados de 75 pacientes com a forma assintomática ou cardíaca. Verificamos que os genes que codificam as subunidades 7 (ND7) e 4 (ND4) da NADH desidrogenase (complexo I mitocondrial) apresentam deleções em algumas cepas. No entanto, não observamos correlação entre as deleções nos genes e as formas clínicas. Investigamos alguns parâmetros do funcionamento da mitocôndria em cepas controle e com mutações. Verificamos que as deleções em ND7 ou ND4 não afetam a velocidade de consumo de oxigênio em epimastigotas permeabilizados com digitonina, concluindo que o complexo I mitocondrial não é funcional neste estágio. Observamos que os níveis de produção de H2O2 pela mitocôndria não guardam relação com a presença das mutações. / In the chronic phase of Chagas disease, 70% of the patients are asymptomatic, 20-30% develop the cardiac form and 8% the digestive form. The influence of the genetic heterogeneity of Trypanosoma cruzi strains in the outcome of the clinical presentation has been considered. In this study, we employed PCR assays targeted to T. cruzi maxicircle genes to genotype parasite isolates from 75 patients with the asymptomatic or cardiac forms. We verified that the genes that code for subunits 7 (ND7) and 4 (ND4) of the NADH dehydrogenase (mitochondrial complex I) show deletions in some strains. Nevertheless, we found no correlation between the presence of the deletions and the clinical presentations. We investigated some mitochondrial functional parameters in control and mutant strains. We observed that deletions in ND7 or ND4 do not affect the rate of oxygen consumption in epimastigotes permeabilized with digitonin. We conclude that complex I is non-functional in this stage. We observed no correlation between mitochondrial production of H2O2 and the gene deletions.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Alejandro Luquetti Ostermayer.pdf: 346489 bytes, checksum: c2559928ce370a8044e13975ad38a042 (MD5) Previous issue date: 2011-07-18 / The main papers published on the last five years on the area of human Chagas disease, mainly on parasitological, serological and therapeutic aspects, reflecting areas of recent involvment of the author, were selected. As a baseline, briefly comments on publications on the last 40 years were included. Parasitemia profile measured by hemoculture during the chronic infection was the subject of the first two. The first (published in 2006) included six hemocultures from each of 27 patients, the last three after specific treatment. Results were compared with those of 13 non treated, infected patients. The supressive effect of benznidazole was demonstrated in 89% of the patients and treatment failure was registered in three cases (11%) during the two year follow-up. In the second paper (2011) a single hemoculture was performed in 152 infected women, 101 pregnant. Parasitemic pregnant women doubled the number of non-pregnant, mainly during the first months of pregnancy. A new ELISA test was developed (2010) by employing two recombinant proteins and two synthetic peptides. Sensitivity was 99.3% on 165 positive sera, and specificity of 100% (216 negatives). A multicentric study was done (2009) with participation of laboratories of North America (Mexico), Central America (Honduras) and South America (Brazil) with 98 serum samples from patients of Mexico employing reagents made from Tc1 and Tc2 strains. Results showed good agreement among laboratories demonstrating the feasibility of using reagents prepared from both types of T. cruzi. In another multicentric study (Bolivia, Argentina and Brazil) xenodiagnosis performed in 17 patients after a 60 days course of allopurinol treatment, remained positive, showing the lack of effect of this drug in the chronic phase. A national serological survey in children born after insecticide spraying (below five years old) with filter paper, involved 104,954 samples, tested with ELISA and indirect immuofluorescence. Only 11 samples (0.01%) were identified as by vector transmission (negative mothers) mainly from the northeast of the country, areas without Triatoma infestans. These findings (2011) confirm the effectivity of house spraying for the control of the disease. As a sub-product of this investigation, an unusual number of cases of congenital transmission (n = 12) was found only in the State of Rio Grande do Sul, where TcV-TcVI circulates. When compared with other states (n=8) the proportion was 10 times higher. This is the first report on geographical differences related to congenital transmission in Brazil. We considered that all these findings contributed significantly to a better knowledge on different aspects of Chagas disease. / Foram selecionados os principais trabalhos publicados nos últimos cinco anos na área de doença de Chagas no homem, com ênfase em aspectos parasitológicos, de diagnóstico sorológico e de tratamento, os quais refletem o foco das investigações do autor neste período. Como embasamento desses estudos foram brevemente comentados artigos publicados nos últimos quarenta anos. O perfil parasitêmico no indivíduo infectado crônico, por meio de hemocultura, foi objeto de dois artigos. No primeiro (publicado em 2006), foi determinada a parasitemia em 27 pacientes, por meio de três hemoculturas seriadas antes do tratamento específico e três após. Os resultados foram comparados com os de 13 pacientes não tratados. O efeito terapêutico do benznidazol no sentido de supressão da parasitemia foi detectado em 89%, enquanto que a falha terapêutica foi comprovada em três casos (11%) nos primeiros dois anos. No segundo (2011), foi realizada hemocultura em 101 gestantes e 51 mulheres não grávidas, todas infectadas. A parasitemia foi o dobro nas gestantes (60,4%), em relação às não grávidas, em particular nos primeiros meses da gestação. Um ensaio imunoenzimático (ELISA) (2010) foi desenvolvido com dois antígenos recombinantes e dois peptídios sintéticos, com sensibilidade de 99,3% (em 165 soros reagentes) e especificidade de 100% (em 216 negativos). Em estudo multicêntrico, com a participação de laboratórios da América do Norte (México), Central (Honduras) e do Sul (Brasil), em 98 amostras de soro de pacientes do México (2009), foi encontrada excelente concordância entre os laboratórios, empregando-se testes sorológicos de diferentes origens (TcI e II), demonstrando que antígenos de diferentes cepas de Trypanosoma cruzi apresentam desempenho similar. Em estudo multicêntrico (Bolívia, Argentina e Brasil) foi demonstrado, por xenodiagnóstico, que o allopurinol não teve efeito parasiticida em 17 pacientes, em comparação com dez não tratados (estudo do Brasil), pela persistência do exame parasitológico positivo em todos os tratados (2007). Em inquérito nacional sorológico em crianças que nasceram após as medidas de controle (abaixo de cinco anos) de toda a área rural do Brasil (n = 104.954) foram encontradas 104 (0,1%) amostras positivas em papel-filtro (ELISA e imunofluorescência indireta), sendo confirmadas com soro apenas 11 de transmissão vetorial (0,01%), todas em municípios sem Triatoma infestans. Este trabalho confirma a efetividade da borrifação com inseticidas no Brasil (2011). Como sub-produto desse trabalho, verificou-se que a transmissão congênita foi 10 vezes superior no estado do Rio Grande do Sul (TcV-VI) com 12 casos, em comparação com outros oito no restante do país, demonstrando pela primeira vez diferenças geográficas no tocante à transmissão vertical no Brasil. Consideramos que os trabalhos apresentados contribuíram efetivamente ao conhecimento de diferentes aspectos da doença de Chagas.

INTRODUÇÃO: As taxas de mortalidade para doença de Chagas variam, consideravelmente de 0,2 a 19,2% anualmente dependendo principalmente do estágio da doença. Considera-se que pacientes na fase indeterminada tem taxas baixas, semelhante a população em geral. Este estudo compara a taxa de mortalidade e as causas de morte de doadores de sangue da Fundação Pró-Sangue - Hemocentro de São Paulo (FPS) soropositivos para a doença de Chagas e de doadores soronegativos para todos os testes de triagem realizados no processo de doação. Doadores de sangue constituem uma população, na qual os indivíduos soropositivos são em sua maioria assintomáticos. MÉTODOS: Este é um estudo de coorte retrospectiva de doadores de sangue de 1996 a 2000: 2842 doadores soropositivos para doença de Chagas e 5684 doadores soronegativos para todos os testes de triagem. O status vital foi designado realizando-se o relacionamento probabilístico de dados (RPD) utilizando-se o Sistema de Informação sobre Mortalidade do Brasil (SIM). Utilizamos um método RDP validado preliminarmente com sensibilidade de 94% (IC 95%, 90% - 97%), especificidade de 100% (IC 95%, 98% - 100%). Apenas os dados dos anos 2001 a 2009 do SIM foram disponibilizados para análise. Análise univariada foi conduzida considerando desfechos e fatores de riscos potenciais. Os testes Chi-quadrado e Exato de Fisher foram utilizados conforme apropriado. A diferença de sobrevida dos dois grupos no tempo foi graficamente representada pela Curva de Kaplan-Meyer e testado pelo teste Logrank. Regressões múltiplas de Cox foram utilizadas para derivação de riscos relativos instântaneos (hazard ratios - HR) para os desfechos do estudo, ajustando-se por varíaveis de confusão. RESULTADOS: RPD encontrou 159 óbitos entre os 2842 doadores soropositivos (5,6%) e 103 óbitos entre os 5684 doadores soronegativos (1,8%). A sorologia de doadores foi associada com óbitos relacionados a doença de Chagas (HR 2,3 - IC 95%: 1,8 - 3,0). As curvas de sobrevida foram diferentes quando comparando doadores soropositivos e soronegativos, jovens e velhos (p < 0,001). Das 159 mortes entre doadores soropositivos, 26 foram devidas a doença de Chagas (CID-10: B57.0 - B57.5), 47 foram devidas a outras doenças cardíacas (CDI-10: I10 a I80.2), sem menção a doença de Chagas como uma causa associada, e apenas 1 com menção a doença de Chagas na Parte II da declaração de óbito. CONCLUSÕES: Doadores de sangue soropositovs seguidos retrospectivamente por 9 a 14 anos morrem ao menos 2,3 vezes mais que doadores soronegativos. As causas de morte no SIM podem estar mal classificadas para os doadores de sangue soropositivos assintomáticos / INTRODUCTION: Mortality rates for Chagas\' disease vary considerably between 0.2 and 19.2% annually depending mostly on the stage of the disease. Patients at the indeterminate phase are considered to have low rates, similar to the overall population. This study compares mortality rates and causes of death of blood donors seropositive for Chagas\' disease and seronegative for all screening tests at Fundação Pró-Sangue - Hemocentro de São Paulo (FPS). Blood donors constitute a particular population in which seropositive individuals are mostly asymptomatic. METHODS: This is a retrospective cohort study of blood donors from 1996 to 2000: 2842 seropositive for Chagas disease and 5684 seronegative. Death status was ascertained by performing probabilistic record linkage (RL) with the national mortality information system (SIM). RL was validated in a preliminary study and sensitivity and specificity of the method were determined to be 94% (CI 95%, 90% - 97%) and 100% (CI 95%, 98% - 100%) respectively. Only SIM records for 2001 to 2009 were available for analysis. Univariate analysis was conducted considering outcomes and potential risks factors. Chi-square test or Fisher exact test were used as appropriate. The different survival of the two groups over time was graphically represented by the Kaplan-Meier curve and tested with the Logrank test. Multiple Cox regressions were used to derive Hazard ratios (HR) for the outcomes studied, adjusting for confounders. RESULTS: Reidentified 159 deaths among the 2842 seropositive blood donors (5.6%) and 103 deaths among the 5684 seronegative (1.8%). Serology of blood donors was associated with Chagas disease related death (HR 2.3 - 95% IC: 1.8 - 3.0). The survival curves differed when comparing seropositive and seronegative donors, young and old (p < 0.001). Out of the 159 deaths among seropositive donors, 26 were due to Chagas disease (ICD10 B57.0 - B57.5), 47 were due to other heart diseases (ICD10 - I10 to I80.2), with no mention of Chagas disease as an associated cause, and only 1 with Chagas disease mentioned in Part II of death certificate. CONCLUSIONS: Seropositive blood donors die at least 2.3 times more than seronegative donors. Causes of death in SIM may be misclassified for asymptomatic seropositive individuals

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The drug of choice was Benznidazole. After treatment laboratorial exams such as parasitological and imunological aiming terapheutic validation were performed. The parasitological analysis is represented by post-treatment hemoculture of 30 cronic chagasic pacients and demonstrated the presence of promastigotes and epimastigotes in 10% (3/30) of pacients, probably characterizing a mixed infection. These hemocultures were named 371, 437 and 438. From these three pacients two were from Goias (GO) and one from Minas Gerais (MG) which are endemic regions to Chaga’s disease as well as to Leishmaniasis which justified the study of this probable co-infection. The work was developed in two phases: in the first phase it was made the biological experimental study of the mixed sotck and in the second phase it was made the confirmation of the Leishmania spp gender through PCR technique. In the experimental biological study the model used was Balb/c isogenic mice and we made an intraperitoneal inoculation of the stocks and we analysed the following parameters: parasitism, hemoculture, sorology by IFI and histopathology. The parasitism observation occured between 48 hours periods through 90 days, and the hemoculture observations occured weekly through 120 days and resulted positive only in mice innoculated with stock 371. The sorology showed anti-T. cruzi antibodies titers in mice innoculated with stocks 371 and 437. The histopathology revealed the presence of amastigotes in tissues cardiac slides from mice innoculated with stock 438, showing that only the epimastigotes forms are present in the mixed stocks and are viable to infect the experimental model used in this work. The confirmation of the Leishmania subgenus envolved in this co-infection was possible through molecular biology techniques. In PCRRFLP, after digestion of PCR products by Hae III restriction enzymes which has specific clivage sites for L. (Viannia) subgender. The samples represented by 371, 437 and 438 stocks and the controls of L. (L.) amazonensis and L. (L.) chagasi did not suffer clivage of its amplified segments in PCR. Only the control constituted by L. (V.) braziliensis suffered clivage resulting in fragments of aproximately 40 and 80 bp confirming undoubtfully that the samples represented by the mixed stocks 371, 437 and 438 isolated from cronic chagasic pacients cantained L. (Leishmania) spp. / Trinta pacientes chagásicos crônicos foram submetidos ao tratamento específico para a doença de Chagas. A droga utilizada foi o Benznidazol. Após o tratamento foram realizados exames laboratoriais compreendendo análises parasitológicas e imunológicas, com a finalidade de validação terapêutica. A análise parasitológica representada pela hemocultura evidenciou a presença concomitante de promastigotas e epimastigotas em 10% (3/30) delas, caracterizando uma provável infecção mista. Essas hemoculturas foram denominadas 371, 437 e 438. Dos três pacientes, dois são procedentes do estado de Goiás (GO) e um do estado de Minas Gerais (MG), regiões endêmicas tanto para a doença de Chagas como para a leishmaniose, o que justificou o estudo desta provável co-infecção. O presente trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira etapa, foi realizado o estudo biológico experimental dos estoques mistos e na segunda, a confirmação do gênero Leishmania spp nos estoques mistos, através da técnica de PCR. No estudo biológico experimental, foram utilizados como modelos camundongos Balb/c isogênicos, realizando-se inoculação intraperitoneal dos estoques. Posteriormente foi analisada a parasitemia, hemocultura, sorologia por IFI e histopatologia. A observação da parasitemia ocorreu a cada 48 horas pelo período de 90 dias, e a hemocultura foi analisada semanalmente por 120 dias, resultando positiva apenas nos camundongos inoculados com o estoque 371. A IFI detectou apenas anticorpos anti-T. cruzi, nos camundongos inoculados com os estoques 371 e 437. A análise histopatológica revelou presença de ninhos de amastigotas nos cortes cardíacos dos camundongos inoculados com o estoque 437, demonstrando no conjunto dessas análises, que apenas as formas epimastigotas presentes nos estoques mistos se mostraram viáveis em infectar o modelo experimental utilizado. A presença de protozoários do gênero Leishmania nos estoques foi confirmada mediante realização de PCR. Na PCR-RFLP, o produto da amplificação foi tratado com a enzima de restrição Hae III que tem sítios específicos de clivagem para o subgênero L. (Viannia). As amostras representadas pelos estoques 371, 437 e 438 e os controles de L. (L.) amazonensis e L. (L.) chagasi não sofreram clivagem de seus segmentos amplificados na PCR. Apenas o controle constituído de L. (V.) braziliensis sofreu clivagem, resultando fragmentos de aproximadamente 40 e 80 pb, confirmando inequivocamente que as amostras representadas pelos estoques mistos 371, 437 e 438 isoladas de pacientes chagásicos crônicos realmente continham L. (Leishmania) spp.

O presente estudo comparou a PCR com o exame microscópico (EM) na detecção do T. cruzi em amostras do trato digestório do T. infestans, do 1º ao 5º, 10º, 15º, 20º, 25º, 30º e 60º dia, após repasto sanguíneo em camundongos Balb/C infectados pelo T. cruzi, divididos em grupos de alta e baixa parasitemia. Concluiu-se que a PCR apresentou vantagens em termos diagnósticos para a doença de Chagas quando comparada ao EM, em 10 dos 11 tempos estudados no grupo de alta parasitemia, e em todos os tempos na baixa parasitemia. O diagnóstico precoce na baixa parasitemia é de relevância clínica já que poderá influenciar o prognóstico dos pacientes imunossuprimidos com reativação da doença de Chagas / Detection of T. cruzi in T. infestans digestive tract samples was compared by PCR and microscopic examination (ME) on the 1st to 5th, 10th, 15th, 20th, 25th, 30th and 60th day after feeding in Balb/C mice infected by T. cruzi, and divided in two groups: with high parasitemia and with low parasitemia. PCR presented vantages to the Chagas' disease diagnosis when compared with EM in 10 of 11 times in high parasitemia, and in all times in low parasitemia. Earlier diagnosis in low parasitemia model is of clinical relevance since may influence prognosis of immunosupressed patients in reactivation of Chagas' disease

A cruza&iacute;na, principal ciste&iacute;no protease do Trypanosoma cruzi, &eacute; um alvo terap&ecirc;utico validado para o tratamento da doen&ccedil;a de Chagas. Grande parte dos inibidores desta enzima &eacute; constitu&iacute;da de pept&iacute;deo-mim&eacute;ticos do tipo covalente irrevers&iacute;vel cujo desenvolvimento, entretanto, tem sido evitado devido ao potencial efeito off target e ao perfil farmacocin&eacute;tico indesej&aacute;vel. O grupo de qu&iacute;mica medicinal NEQUIMED/ IQSC/USP v&ecirc;m utilizando m&eacute;todos avan&ccedil;ados em quimioinform&aacute;tica para a identifica&ccedil;&atilde;o de inibidores revers&iacute;veis da cruza&iacute;na e de outras ciste&iacute;no proteases. Contudo, para que estes inibidores se desenvolvam a compostos matrizes mais eficientes, informa&ccedil;&otilde;es computacionais e estruturais de seus Modos de Intera&ccedil;&atilde;o (MOB) com a prote&iacute;na alvo tornam-se fundamentais. Neste trabalho, a cristalografia de raios X foi utilizada para descrever em detalhes o MOB de tr&ecirc;s importantes inibidores revers&iacute;veis da cruza&iacute;na identificados pelo NEQUIMED: a dipeptidil-nitrila Neq0409 e os dois fragmentos moleculares Neq0147 e Neq0176. De modo a evitar a auto-prote&oacute;lise experimentada pela cruza&iacute;na nativa que torna desafiadora a cristaliza&ccedil;&atilde;o com inibidores de baixa afinidade como os fragmentos revers&iacute;veis, duas novas constru&ccedil;&otilde;es mutantes e inativas da cruza&iacute;na (a C25A e a C25S) foram desenvolvidas. A C25S foi validada como modelo cristalogr&aacute;fico representativo dado a coer&ecirc;ncia do MOB elucidado nesta enzima mutante e na cruza&iacute;na nativa para o inibidor mais estudado da cruza&iacute;na, o K777. A descri&ccedil;&atilde;o da presen&ccedil;a, orienta&ccedil;&atilde;o, conforma&ccedil;&atilde;o e modo de a&ccedil;&atilde;o no s&iacute;tio, al&eacute;m do completo padr&atilde;o de intera&ccedil;&otilde;es fornecidos por estas estruturas cristalinas, validaram ortogonalmente os MOB preditos e os m&eacute;todos de planejamento in silico usados no NEQUIMED, permitindo a identifica&ccedil;&atilde;o de inibidores muito mais potentes an&aacute;logos ao Neq0147 e ao Neq0409. O grupo 2-acetamidotiofeno-3-carboxamida do Neq0176 e o anel heteroc&iacute;clico de cinco membros baseado no 1,3,4-oxadiazol do Neq0147 foram identificados como alternativos aos tradicionais esqueletos pept&iacute;deo-mim&eacute;ticos. O impacto do efeito proteol&iacute;tico na qualidade e na resolu&ccedil;&atilde;o de estruturas cristalogr&aacute;ficas na cruza&iacute;na foi melhor compreendido a partir de duas estruturas de alta resolu&ccedil;&atilde;o obtidas para a cruza&iacute;na nativa em complexo com o metanotiossulfonato de metila (MMTS) e a iodoacetamida. Estes resultados permitiram compreender as bases experimentais para a cristaliza&ccedil;&atilde;o de inibidores revers&iacute;veis de baixa afinidade. Todos os resultados estruturais obtidos via cristalografia de raios X neste trabalho s&atilde;o &uacute;teis para mapear as bases estruturais essenciais para o planejamento de futuros inibidores mais potentes e seletivos da cruza&iacute;na. / Cruzain, the major Trypanosoma cruzi cysteine protease, is a validated therapeutic target for the search of new medicines for the treatment of Chagas disease. A myriad of inhibitors of this enzyme consists of covalent irreversible peptidomimetics whose development has been impaired due to potential off target effect and undesirable pharmacokinetic profile. Modern cheminformatic methods employed by The Medicinal Chemistry Group (NEQUIMED/IQSC/USP) were used to identify cruzain reversible inhibitors. Their optimization for more efficient compounds can be accomplished by the use of data and information gathered from computational and structural modes of interaction (MOB). In this doctoral thesis, the X-ray crystallography was used to describe in detail the MOB of three important new cruzain reversible inhibitors: the dipeptidil-nitrile Neq0409 and the two molecular fragmentos Neq0147 and Neq0176. In order to avoid cruzain self-proteolysis during crystallization with low affinity reversible inhibitors such as the identified fragments, two new mutant and inactive constructs of cruzain (the C25S and C25A) were designed to upholding the same properties of the wild type catalytic site. The C25S was validated as representative crystallographic model given the coherence of the MOB elucidated for the best-known and studied cruzain inhibitor, the K777. The description of the presence, orientation, conformation and mode of action at the site, besides the complete pattern of bimolecular interactions, provided by these crystalline structures, orthogonally validated the predicted in silico MOB and allowed the identification of other potent inhibitors analogous to the Neq0147 and the Neq0409. The 2-acetamidothiophene-3-carboxamide moiety (Neq0176) and heterocyclic five-membered ring based on the 1,3,4-oxadiazole (Neq0147) were thereby identified as attractive alternatives to traditional peptidomimetics. The impact of proteolytic effect on the quality and resolution of crystallographic structures in cruzain was best understood from two high-resolution structures obtained for the native cruzain in complex with methyl methanethiolsulfonate (MMTS) and iodoacetamide. These results allow the understanding of experimental basis for the crystallization with reversible inhibitors of low affinity such as fragments. All structural results obtained by X-ray crystallography together with the catalytic site depiction using GRID and SuperStar methods are useful for mapping the essential structural basis for the design of future more potent and selective cruzain inhibitors.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-09-12T18:24:02Z No. of bitstreams: 1 2016 - Larissa Henriques Evangelista Castro.pdf: 3738174 bytes, checksum: 04e651a55fa9b4054c2810389592be67 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T18:24:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Larissa Henriques Evangelista Castro.pdf: 3738174 bytes, checksum: 04e651a55fa9b4054c2810389592be67 (MD5) Previous issue date: 2016-12-02 / CAPES / CNPq / FAPERJ / Trypanosoma cruzi is the parasite that causes american trypanosomiasis (or Chagas disease), a neglected tropical disease previously restricted to South and Central Americas and Mexico, but now with several cases around the world. Currently in Brazil, the treatment of Chagas disease is done, only using benznidazole, which is not effective for the disease?s chronic phase and causes aggressive side effects, which explains the necessity of researches to find novel anti-Chagas compounds. A strategy adopted for the development of bioactive compounds against T. cruzi consists on the inhibition of the sterol 14?-demethylase enzyme (CYP51), which is essential for the parasite?s cellular membrane integrity. The inhibition can be achieved by a complexation of heterocyclic ring-containing compounds with the iron atom of heme group, present on CYP51. Thus, molecular modeling techniques were used on this study to analyze the interaction of a heterocyclic compounds (with known activity) with T. cruzi CYP51 in order to obtain the necessary information to construct an effective model for the theoretical activity prediction of these and also novel compounds. The proposed model presented a good multiple correlation coefficient (r? = 0.84) with the terms used to its construction. The model was used to help the design of novel piperine derivatives with a triazole ring, that presented promising theorical activities against T. cruzi CYP51, calculated by the model. The most promising compounds were selected and synthesized with the purpose of being tested in vitro and in vivo against T. cruzi. / O Trypanosoma cruzi ? o parasito causador da tripanossom?ase americana (Doen?a de Chagas), uma doen?a tropical negligenciada antes restrita ? Am?rica do Sul, Am?rica Central e M?xico, mas que vem apresentando um n?mero cada vez maior de casos no mundo. Atualmente, o tratamento da Doen?a de Chagas no Brasil ? limitado ao uso do f?rmaco benzonidazol, que ? pouco eficaz para a fase cr?nica da doen?a e causa efeitos colaterais agressivos, o que torna a pesquisa por novos f?rmacos imprescind?vel. Uma estrat?gia adotada para o desenvolvimento de compostos bioativos contra T. cruzi consiste na inibi??o de uma enzima essencial para a integridade da membrana celular do parasito, a enzima esterol 14?-desmetilase (CYP51), causada pela coordena??o de compostos contendo an?is heteroc?clicos com o ?tomo de ferro do grupo heme presente na enzima, fundamental para a atividade. Dessa maneira, foram utilizadas nesse estudo t?cnicas de modelagem molecular, incluindo docagem molecular e c?lculos qu?nticos semi-emp?ricos, para analisar a intera??o de uma s?rie de compostos heteroc?clicos de atividade conhecida sobre a CYP51 do T. cruzi e com isso se obter informa??es necess?rias para a constru??o de um modelo efetivo para a previs?o te?rica da atividade destes compostos. O modelo proposto apresentou um bom coeficiente de correla??o m?ltipla com os termos utilizados para sua constru??o, com um r?=0,84. Esse modelo foi utilizado para o planejamento de novos triaz?is derivados da piperina, com atividade te?rica calculada promissora contra a CYP51 de T. cruzi. Alguns dos melhores compostos foram selecionados e sintetizados neste projeto, com a proposta de serem avaliados em testes in vitro e in vivo contra a doen?a de Chagas.

As células TREGULADORAS tem como função central o controle da resposta imune ao próprio. Além disso, é descrito que essas células exercerem um papel moderador da resposta imune frente a micro-organismos patogênicos. No presente projeto, utilizamos o tratamento com toxina diftérica nos dias 1 e 2 pós-infecção (p.i.) em animais C57BL/6 FoxP3+DTReGFP+(DEREG) como abordagem alternativa para eliminar esta população de células reguladoras. Este tratamento mostrou-se altamente eficaz, embora temporário, uma vez que as TREG retornam aos valores normais no baço por volta do dia 8 p.i. Contudo, a ausência de TREG nesta janela temporal determina uma breve, mas significativa, redução na parasitemia e um aumento de IFN-&#947;, assim como uma redução da carga parasitária no coração em uma data posterior. Nosso estudo indica que as células TREGULADORAS desempenham um papel no controle da resposta imune frente aos parasitas no início da infecção pelo Trypanosoma cruzi, papel esse que podemos ver refletido na carga parasitária no coração na fase crônica da infecção. / The central function of TREGULATORY cells is the control of the immune response to their own. In addition, it is described that these cells exert a moderating role of the immune response against pathogenic microorganisms. In the present project, treatment with diphtheria toxin on days 1 and 2 post-infection (p.i.) in C57BL/6FoxP3+DTReGFP+ (DEREG) animals was used as an alternative approach to eliminate this population of regulatory cells. This treatment proved to be highly effective, although temporary, since the TREG return to normal values in the spleen by about 8 p.i. However, the absence of TREG in this time window results in a brief but significant reduction in parasitemia and an increase in IFN-&#947; as well as a reduction in parasitic load on the heart at a later date. Our study indicates that TREGULATORY cells play a role in controlling the immune response to parasites at the beginning of Trypanosoma cruzi infection, a role that can be seen reflected in parasite load in the heart in the chronic phase of infection.

Modelos murinos de infecção revelaram que as células T CD8+ (LTCs) são essenciais no controle de Trypanosoma cruzi, agente etiológico da Doença de Chagas. No entanto, durante a doença, os LTCs são notavelmente alterados e sub-ótimos, estabelecendo a fase crônica. Nos últimos anos, vários trabalhos sob a Doença de Chagas visam melhorar o desempenho dos LTCs. Apesar que os mecanismos citotóxicos, como perforina/granzima e interações Fas/FasL, pelos LTCs são bem caraterizados, a regulação de ambos não são completamente entendidos. Porém, nós investigamos se alguns parâmetros podem estar envolvidos na regulação in vivo das respostas efetoras dos LTCs pela vacina terapêutica de Trypanosoma cruzi baseado em Adenovírus humano tipo 5. Nós encontramos que a carga viral e o tempo após imunização têm um impacto na comutação do fenótipo citotóxico dos LTCs. Nossa descoberta evidencia os papeis não redundantes da perforina e FasL e a importância destes parâmetros na citotoxicidade FasL-independente, eventos envolvidos na busca uma efetiva vacina contra a Doença de Chagas. / Models of infection revealed that CD8+ T cells (CTLs) are essential for control of Trypanosoma cruzi, etiologic agent of Chagas disease. However, during disease, the CTLs are remarkably delayed and suboptimal establishing the chronic phase. In the latest years, several works about Chagas disease aim to enhance the performance of CTLs. Although the effector mechanisms of target cells elimination as perforin/granzymes and Fas/FasL interactions by CTLs are well characterized, the regulation of both are non-completed understood. Here, we investigated if some parameters can be involved in the in vivo regulation of CTL effector responses by a human type 5 Adenovirus-based Trypanosoma cruzi therapeutic vaccine. We found that, the viral load and time post-immunization have an impact in the CTL switching killing phenotype. Our findings shows the evidence of the nonredundant roles of the perforin and FasL and the importance of those parameters in the FasL-independent cytotoxicity, events related with the searching for an effective vaccine against Chagas disease.