A doença de Chagas, causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi, é uma doença tropical que enseja morte/morbidade de milhões de pessoas na América Latina. Por processos migratórios, vem-se estendendo ao sul dos Estados Unidos, Canadá, Europa, Austrália e Japão. Essa doença tem sido considerada super-negligenciada pela indústria farmacêutica, já que os dois fármacos disponíveis para o seu tratamento foram introduzidos há mais de quarenta anos e apresentam baixa eficácia com vários efeitos colaterais severos. Mais recentemente, a Organização Mundial da Saúde considerou a doença de Chagas, dentre outras, como a doença da pobreza! Com esse cenário completamente desfavorável aos portadores da doença, é necessária a descoberta, desenvolvimento e introdução de novos fármacos para o tratamento eficiente e seguro da doença de Chagas. <br />Dentro desse contexto, este trabalho representa uma importante contribuição para o entendimento das razões moleculares da ação farmacológica de substâncias químicas bioativas de interesse à farmacoterapia da doença de Chagas. Ao nível molecular, a enzima pertencente à via de síntese de novo de nucleotídeos de pirimidinas, diidroorotato desidrogenase do Trypanosoma cruzi (TcDHODH), é um alvo promissor para a descoberta e desenvolvimento de candidatos a fármacos de interesse para o tratamento da doença de Chagas. <br />Os conceitos e ferramentas da química medicinal computacional, tais como os ensaios virtuais in silico, foram usados para a identificação de inibidores da TcDHODH. Vinte e seis substâncias inéditas como inibidores da TcDHODH foram adquiridos comercialmente e avaliados experimentalmente através da Calorimetria de Titulação Isotérmica (ITC) para a determinação do mecanismo de inibição e da constante cinética de afinidade (Kiapp). <br />Na etapa de docagem molecular, o objetivo era identificar moléculas que apresentassem uma boa afinidade pelo sítio ativo da enzima TcDHODH. A primeira série de ligantes selecionados dos métodos in silico, apresentou inibição enzimática na concentração de micromolar com eficiência média de ligante de 0,50 kcal mol-1 átomo-1. Devido à baixa massa molecular (aproximadamente 200 kDa) e a alta eficiência de ligante, essa série foi considerada como constituída de excelentes substâncias com elevado poder de reconhecimento biomolecular. Por isso, foram caracterizadas como substâncias passíveis de otimização no processo do-ligante-para-substância matriz. <br />As enzimas TcDHODH e DHODH de Leishmania major (LmDHODH) têm sítios ativos com elevado grau de similaridade. Portanto, usando a enzima LmDHODH como padrão de substituição da TcDHODH é possível fazer a descrição do modo de interação do co-complexo TcDHODH-inibidor. O modo de ação descrito através da resolução da estrutura cristalográfica de raios-X, além de validar ortogonalmente os resultados cinéticos obtidos por ITC - que identificou as substâncias como inibidores competitivos (por interação direta no sítio ativo da enzima TcDHODH), geraram hipóteses farmacofóricas para a busca de novas moléculas (chamadas de segunda geração), agora com padrão superior de reconhecimento molecular do sítio da TcDHODH. Para validar complementarmente a hipótese, foi demonstrado que os inibidores da TcDHODH inibem, similarmente, a LmDHODH. <br />Uma análise cuidadosa da estrutura tridimensional da enzima TcDHODH, demostrou a possibilidade de ocupação do sítio S2 que se estende além da região do sítio catalítico S1, permitindo assim o aumento da afinidade biomolecular com os inibidores. Além disso, o sítio S2 não é encontrado na estrutura da proteína de humanos (HsDHODH), podendo ser uma região passível de seletividade frente à enzima TcDHODH. <br />O emprego adequado dessa hipótese resultou na otimização dos ligantes identificados previamente para substâncias mais potentes que inibiram a enzima de forma competitiva em relação ao substrato diidroorotato (DHO) em valores Kiapp de 121 &plusmn; 14 nM e 190 &plusmn; 10 nM. <br />A técnica de ITC foi fundamental no processo de descoberta de inibidores enzimáticos, pois se mostrou extremamente susceptível à determinação da interação intermolecular enzima-inibidor, permitindo acompanhar a cinética da reação e obter os valores da constante de afinidade de maneira precisa e acurada. Com isso, a taxa de acerto obtida nesta tese foi de 46%, considerando-se apenas as substâncias com valores de Ki app < 100 &micro;M. Esse é um número favoravelmente apreciável, já que na literatura ele gira em torno de 1-10% quando o planejamento in silico é realizado, quando comparado às taxas de acerto dos métodos de ensaio em larga escala (HTS), entre 0-2 %, os resultados alcançados neste trabalho são ainda mais significativos. <br />Além disso, as substâncias químicas selecionadas através da integração de métodos in silico e biocalorimétricos apresentam elevado grau de complexidade no processo biomolecular de interação enzima-ligante, que permite classificá-las para as fases seguintes da gênese planejada de fármacos. / American trypanosomiasis or Chagas disease, caused by the haemoflagellate Trypanosoma cruzi, is a tropical disease that affects millions of people in Latin America. Epidemiology of Chagas disease in non-endemic countries is attained by immigration as the disease also affects people in the United States, Canada, Europe, Australia and Japan. However, the United States are not to be written off as an area of nonendemicity for Chagas disease like Europe or Asia because the southern states have enzootic T. cruzi transmission that involves triatomine species and hosts such as raccoons, opossums, and domestic dogs. Even though, this disease has been considered as a super-neglected from the big Pharma Industry viewpoint since the only available drugs for its treatment were introduced in the market more than forty years ago and worsen is that they have low efficacy and cause various severe side effects. <br />Although the current clinical scenario is of course discouraging and is far from being even a soothing treatment for those who suffer from the disease, it prompt ones to set efforts towards the need of discovering and developing new efficacious and safe drugs to treat Chagas disease. <br />Our research group covers the concept of enzymes acting as targets for the action of drugs. Once T. cruzi has many druggable targets, the dihydroorotate dehydrogenase enzyme (TcDHODH) that belongs to the de novo pyrimidine nucleotide synthetic pathway has been chosen for the search of new inhibitors that may be of use in the treatment of Chagas disease. To accomplish with this and considering that inhibitors are molecules that decrease enzyme activity leading to parasite death, we used the concepts and tools of modern computational medicinal chemistry such as in silico screening of small molecules that bind to the active site of the TcDHODH. <br />After a thoroughly program of virtually screening thousands of compounds, 26 were purchased from commercially available sources and experimentally assayed against the TcDHODH using Isothermal Titration Calorimetry (ITC) in order to determine the mechanism of inhibition and the kinetic affinity constant (Kiapp). <br />The first series of inhibitors selected from our in silico strategy were evaluated by ITC to yield compounds that inhibited the TcDHODH in the micromolar concentration range with an average of 0.50 kcal mol-1 atom-1 ligand efficiency (LE). Because the assayed compounds have low molecular weight (ca. 200 kDa) and high LE, which bring them to the specific bimolecular pattern recognition all of them were considered good inhibitors capable of being selected to enter the hit-to-lead optimization process. <br />The detailed description of the ligand-enzyme mode of binding (MOB) is thoroughly accomplished by solving the X ray crystal structure of the surrogate Leishmania major DHODH enzyme (LmDHODH), which has a high degree of similarity with the enzyme TcDHODH. The MOB credited to be in the active site of the TcDHODH orthogonally validated the ITC kinetic experimental data obtained for all ligands as competitive inhibitors that interact at the active site of the TcDHODH and helped to generate pharmacophoric hypotheses for the search of new second generation molecules acting against the enzyme TcDHODH.  Analyzing the 3D structure of the TcDHODH along with its surrogate LmDHODH, we envisaged the possibility of compounds to extend their side chain beyond the region of the catalytic site (called S1), and interacting in a region called S2, so to increase binding affinity. Moreover, the TcDHODH S2 site that is not found in the 3D protein structure of humans (HsDHODH) is likely to offer new insights for the search of inhibitors whose binding to this S2 site can pave the roads towards the needed structural basis for selective inhibition of TcDHODH. <br />The most potent compounds inhibited the enzyme competitively with respect to the substrate dihydroorotate (DHO) at Kiapp values of 121 &plusmn; 14 nM and 190 &plusmn; 10 nM, which constitutes high affinity TcDHODH inhibitors. The ITC technique was pivotal to this process of enzyme inhibitors discovery, because it proved to be extremely sensitive thus allowing to monitor the kinetics of the reaction and to obtain precise and accurate values of affinity constants. <br />The hit rate obtained in this work, considering only those compounds with Kiapp < 100 &micro;M, was 46%. This is a really high number, since literature values range from 1 to 10% when the planning new inhibitors via in silico methods when compared to the success rates obtained by the methods of testing on large scales (HTS), 0-2 %, the results achieved in this work are even more significant. Moreover, the compounds selected through the integration of in silico and calorimetric methods showed a high degree of complexity in the process of bimolecular enzyme-ligand recognition, which allows to pass them to the next phase of the drug design process.

Para avaliar as características clínicas e evolutivas em pacientes com formas cardíacas iniciais assintomáticas da doença de Chagas, realizou-se estudo prospectivo em 108 pacientes com idade entre 18 e 50 anos, atendidos entre abril e novembro de 2002 no ambulatório de doença de Chagas da Universidade Estadual de Londrina. Os pacientes foram submetidos a 1)avaliação clínica, 2)eletrocardiograma (ECG), 3)radiografia de tórax e cálculo do índice cardio-torácico (ICT), 4)eletrocardiografia dinâmica de 24 horas, 5)ecocardiografia bidimensional com Doppler tecidual e 6)dosagem plasmática do peptídeo natriurético tipo B (BNP). Os pacientes foram divididos em 3 grupos: 50 no GI - ECG e ICT normais, 31 no GIIA - ECG com alterações características de doença de Chagas e 25 no GIIB - ECG com alterações não características de doença de Chagas / To evaluate clinical and evolutive features in patients with initial asymptomatic cardiac Chagas' disease, a prospective study was carried out with 108 patients, age 18 and 50, at the Londrina State University Chagas' disease outpatient clinic, from April to November 2002. Patients were submitted to: 1) clinical evaluation, 2) electrocardiography (EKG), 3) chest radiography and cardiothoracic index (CTI), 4)24-hour dynamic electrocardiography, 5) bi-dimensional echocardiography with tissued Doppler imaging and 6) type-B natriuretic peptide (BNP) plasmatic dosage. Patients were divided into 3 groups: GI - normal EKG and CTI (50 patients), GIIA - EKG with typical Chagas' disease alterations (31 patients) and GIIB - EKG with alterations not characteristic of Chagas´ disease (25 patients)

Alterações metabólicas, inflamatórias e do sistema nervoso autônomo estão presentes em pacientes com insuficiência cardíaca. No entanto, não há até o momento, consenso de que tais alterações são decorrentes da disfunção ventricular ou da síndrome de insuficiência cardíaca. Objetivo: Avaliacão do metabolismo e atividade inflamatória em pacientes com miocardiopatia dilatada chagásica e idiopática e sua correlação com medidas de funcão do sistema nervoso autônomo. Casuística: Foram avaliados 46 pacientes divididos em três grupos: pacientes com miocardiopatia dilatada idiopática, chagásica e controle, pareados entre si de acordo com sexo e idade e índice de massa corpórea. Critérios de inclusão: miocardiopatia chagásica com sorologia positiva em dois métodos diferentes (imunofluorescência indireta e ELISA) e miocardiopatia dilatada idiopática com idade superior a 18 anos; ambos os sexos; Índice de massa corporal (IMC) entre 18,5 e 25 kg/m2 e fração de ejeção < 40% pelo método de Simpson ao ecocardiograma. Metodologia: Todos pacientes foram submetidos a medidas antropométricas: índice de massa corporal e medida da porcentagem de gordura corporal através de bioimpedância. Coletado sangue para dosagens sanguíneas de leptina, adiponectina, interleucina-6, fator de necrose tumoral, glicose, insulina, colesterol total, HDL-Colesterol, LDL-Colesterol e triglicerídeos após jejum de 12 horas e realizados: Holter de 24 horas para avaliação da função autonômica, ecocardiograma transtorácico bidimensional complementado com modo-M, Doppler pulsátil, tecidual e colorido. Resultados: Não houve diferenças entre os grupos com relação a dosagem de glicemia, colesterol total, LDL-colesterol, HDL-colesterol e triglicerídeos. Com relação à leptina e adiponectina e o índice HOMA-IR, não houve diferença entre os grupos. As dosagens de insulina foram menores no grupo chagásico em comparação ao grupo controle e de idiopático (5,4; 8,0; 9,9) respectivamente (p = 0,007). As dosagens de interleucina-6 e fator de necrose tumoral-alfa foram maiores no grupo chagásico em relação aos outros grupos. A insulina correlacionou positivamente no grupo chagásico com leptina (r = 0,579; p = 0,024) e sistema nervoso autônomo ( atividade simpática) BF/AF ( r = 0,562; p = 0,029) e BF (r = 0,562; p = 0,029) e negativamente com adiponectina (r = -0,603; p = 0,017). Na análise multivariada, apenas a adiponectina foi significante. A adição de uma unidade de adiponectina reduziu a média de insulina em 0,332. Conclusões: Os níveis de insulina foram menores nos pacientes com miocardiopatia chagásica em comparação aos pacientes com miocardiopatia dilatada idiopática e controle. Os níveis das citocinas inflamatórias (TNF-alfa e interleucina-6) foram maiores nos pacientes com miocardiopatia chagásica em comparação aos pacientes com miocardiopatia dilatada idiopática e controle. A insulina correlacionou negativamente no grupo chagásico com adiponectina / Metabolic, inflammatory and autonomic nervous system changes are present in patients with heart failure. However, there is so far, consensus that these changes are due to ventricular dysfunction or heart failure syndrome. Objective: Evaluation of metabolism and inflammatory activity in patients with Chagas\' disease and idiopathic dilated cardiomyopathy and its correlation with user function measures the autonomic nervous system. Patients: A total of 46 patients divided into three groups: patients with idiopathic dilated cardiomyopathy, Chagas and control, matched each other according to sex and age and body mass index. Inclusion criteria: serology for Chagas\' disease in two different methods (indirect immunofluorescence and ELISA); idiopathic dilated cardiomyopathy; older than 18 years; both sexes; Body mass index (BMI), ie between 18.5 and 25 kg / m2 and ejection fraction < 40% by Simpson method by echocardiography. Methods: All patients underwent anthropometric measurements: body mass index and measure the percentage of body fat by bioimpedance. Blood was collected for blood leptin dosages, adiponectin, interleukin-6, tumor necrosis factor, glucose, insulin, total cholesterol, HDLcholesterol, LDL-cholesterol and triglyceride levels after fasting for 12 hours and performed: 24 hours for evaluation Holter autonomic function, two-dimensional transthoracic echocardiography complemented by M-mode, pulsed Doppler, tissue and colorful. Results: There were no differences between groups with respect to blood glucose levels, total cholesterol, LDL-cholesterol, HDLcholesterol and triglycerides. With respect to leptin and adiponectin and HOMAIR, there was no difference between groups. Insulin doses were lower in the chagasic group compared to the control group and Idiopathic: 5.4; 8.0; 9.9, respectively (p = 0.007). Dosages of interleukin-6 and tumor necrosis factoralpha were higher in the chagasic group compared to other groups. Insulin positively correlated in the chagasic group with leptin (r = 0.579; p = 0.024) and autonomic nervous system (sympathetic activity) LF / HF (r = 0.562; p = 0.029) and BF (r = 0.562; p = 0.029) and negatively with adiponectin (r = -0.603; p = 0.017). In multivariate analysis, only adiponectin was significant. The addition of an adiponectin unit reduced the average insulin 0.332. Conclusions: Insulin levels were lower in patients with Chagas\' heart disease compared to patients with idiopathic dilated cardiomyopathy and control. The levels of inflammatory cytokines (TNF-alpha and interleukin-6) were higher in patients with Chagas\' heart disease compared to patients with idiopathic dilated cardiomyopathy and control. Insulin negatively correlated with adiponectin in the chagasic group