A doença de Chagas possui uma importante relevância clínica, sendo uma das principais causas de mortalidade e morbidade na América Latina. As relações entre a lesão tecidual miocárdica e os defeitos na inervação autonômica na doença de Chagas são pouco conhecidas. Este trabalho descreve o desenvolvimento e aplicação de métodos de segmentação, corregistro e análise de imagens capazes de prover uma análise integrada das lesões teciduais através do imageamento de ressonância magnética (MRI), perfusão miocárdica e inervação autonômica, disponíveis através da tomografia de emissão de fótons (SPECT). O método proposto é baseado na segmentação e corregistro entre as imagens MRI e imagens SPECT usando 99mTc-MIBI e 123I-MIBG. Para realizar a segmentação do miocárdio, foi utilizada a técnica de Contorno Ativo Geodésico. A segmentação de fibrose em imagens MRI foi realizada com base na maximização da entropia de Tsallis. O corregistro não-rígido foi realizado através do método B-Spline. Os resultados de quantificação indicam correlações entre a presença de fibrose, desnervação e isquemia, além de mostrar a presença de regiões de miocárdio vivo, isquêmico e desnervado. Assim, a ferramenta desenvolvida fornece uma análise integrada de informação, permitindo uma melhor compreensão da relação entre o dano ao tecido do miocárdio e defeitos de inervação autonômica causadas pela doença de Chagas. / Chagas disease is of major clinical relevance, and a major cause of morbidity and mortality in Latin America. The relations between the myocardial tissue damage, myocardial perfusion and defects in autonomic innervations are poorly understood. This study proposes the development and application of image analysis methods capable of providing an integrated visualization and analysis of tissue injuries through enhanced magnetic resonance imaging (MRI), autonomic innervations and myocardial perfusion, available through photon emission tomography (SPECT). The proposed method is based on segmentation and registration between MRI images and SPECT images using 99mTc-MIBI and 123I-MIBG. To perform the segmentation of myocardium, we used Geodesic Active Contour. Fibrosis segmentation in MRI images was performed based on the algorithm of maximum Tsallis entropy. Nonrigid registrations was performed based on B-Spline method. The quantification results showed correlations between the presence of fibrosis, denervation and ischemia, as well as showing the regarded presence of regions of healthy myocardium, ischemic and denervated. Thus, the developed tool provides an integrated analysis of information contributing to a better understanding of the relationship between myocardial tissue damage and autonomic innervations injuries caused by Chagas disease.

Este trabalho apresenta a síntese de complexos de ouro(III) com ligante (dietilaminotiocarbonil)benzimidoíla-morfolinil-tiossemicarbazona e co-ligante L variando entre Cl-, CN-, SCN-, C3H5OS2- e C9H13N. Para a caracterização destes complexos foram envolvidas diversas técnicas, como espectroscopia na região do infravermelho e do UV-Vis, ponto de fusão, condutividade, espectroscopia de ressonância magnética nuclear 1H e 13C, espectrometria de massas ESI(+)-MS e análise elementar (C,H,N). O estudo consiste na avaliação da influência do ligante L frente a atividade antitumoral e anti-Trypanossoma cruzi, assim como na avaliação de sua influência em interações com possíveis alvos biológicos (DNA e albumina). Nos experimentos biológicos foi verificada a potencial atividade antitumoral destes complexos em células HepG2, HeLa, DU-145 e MDA-MB-231, dando destaque aos resultados obtidos para os complexos do tipo [AuCl(dmstc)] (IC50 = 8,05 ?molL-1) e [Au(xant)(dmstc)] (IC50 = 28,5 ?molL-1) frente à célula MDA-MB-231, ao complexo [AuCl(dmstc)] (IC50 = 8,37 ?molL-1) frente à célula DU-145 e ao complexo [AuSCN(dmstc)] o qual apresentou resultados promissores para todas as linhagens celulares tumorais avaliadas. Os ensaios in vitro contra cepas Tulahuen LacZ de Trypanossoma cruzi apresentaram resultados promissores, demonstrando uma elevada atividade contra o parasita e citotoxicidade geral negligenciável frente à células de baço de camundongo Swiss para todos os complexos avaliados, com exceção do complexo [Au(xant)(dmstc)]. Através do estudo de interação destes complexos com DNA-ct e albumina humana (HSA), é possível descartar o DNA como principal alvo biológico responsável pelas atividades observadas e sugerir uma adequada distribuição in vivo por meio da HSA. / This work describes the synthesis of gold(III) complexes with the ligand (diethylaminocarbonyl)benzimidoyl-morpholinyl thiosemicarbazone and the co-ligand L varying between Cl-, CN-, SCN-, C3H5OS2- and C9H13N. The complexes characterization involved various techniques such as melting point, conductivity, infrared, UV-Vis, 1H and 13C NMR spectroscopies, ESI(+)-MS mass spectrometry and elemental analysis (C, H, N). The study consists on the evaluation of the influence of the ligand L front anti-tumor and anti-Trypanosoma cruzi activities, as well as in assessing their influence on interactions with possible biological targets (DNA and albumin). The biological experiments showed potential antitumor activity for the complexes against HepG2, HeLa, DU-145 and MDA-MB-231 cells, especially the results obtained for the complexes of the type [AuCl(dmstc)] (IC50 = 8,05 ?molL-1) and [Au(xant)(dmstc)] (IC50 = 28,5 ?molL-1) against the MDA-MB-231 cell, the complex [AuCl(dmstc)] (IC50 = 8,37 ?molL-1) against the DU-145 cell, and the complex [AuSCN(dmstc)] which showed promising results for all tumor cells lines evaluated. In vitro assays against LacZ Tulahuen Trypanosoma cruzi presented promising results, showing high activity against the parasite with negligible general cytotoxicity against the Swiss mouse spleen cells in all evaluating complexes, except for complex [Au(xant)(dmstc)]. Through the studies of interaction of the complexes with DNA-ct and human albumin (HSA) can discard the DNA as the primary biological target responsible for the observed activities and suggest a proper distribution in vivo through the HSA.

Desde a identificação do vírus da imunodeficiência humana (HIV, do inglês Human Immunodeficiency Virus) como agente causador da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS ? do inglês Acquired Immunodeficiency Syndrome), a busca para tratamentos seguros e eficazes contra o HIV transformou-se no principal foco para a descoberta de uma nova droga em todo o mundo. A AIDS aparece como um dos principais problemas de saúde pública para as próximas décadas, onde será o maior determinante de mortalidade na faixa etária entre 20 e 50 anos em praticamente todos os países do mundo. Tendo como objetivo relacionar a atividade de compostos biflavonóides anti-HIV-1 com algumas de suas propriedades moleculares, serão utilizados métodos de Mecânica Molecular e Química Quântica. O método de cálculo semi-empírico AM1 foi empregado para calcular um conjunto de propriedades moleculares dos 14 compostos biflavonóides com atividade anti-HIV-1. A seguir utilizar-se-á métodos estatísticos com a finalidade de separar os 14 compostos em duas classes, ativos e não ativos, de forma que se relacione qual as propriedades, dentre as calculadas, são responsáveis pela atividade dos compostos biflavonóides estudados. As técnicas estatísticas utilizadas foram a Análise de Componentes Principais (PCA: Principal Components Analysis), Análise Hierárquica de Agrupamentos (HCA: Hierarquical Clusters Analysis) e Análise de Discriminates por Passos (SDA: Stepwise Discriminant Analysis). Os estudos com PCA, HCA, e SDA mostraram que as variáveis HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital - Orbital Molecular Ocupado de Maior Energia), LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital ? Orbital Molecular Desocupado de Menor Energia), e Área superficial são responsáveis pela separação dos compostos com alta e baixa atividade anti-HIV-1. O comportamento destas três propriedades pode ser útil na tentativa de se obter outros compostos biflavonóides com elevada atividade inibidora anti-HIV-1. / A set of 25 quinone compounds with anti-trypanocidal activity was studied by using the Density Functional Theory (DFT) method in order to calculate electronic atomic and molecular properties to be correlated with the biological activity. The chemometric methods Principal Component Analysis (PCA), Hierarchical Cluster Analysis (HCA), Stepwise Discriminant Analysis (SDA), Kth nearest neighbor (KNN) and Soft Independent Modeling of Class Analogy (SIMCA) were used to obtain possible relationships between the calculated descriptors and the biological activity studied and predict the anti-trypanocidal activity of new quinone compounds from a test set. Four descriptors were responsible for the separation between the active and inactive compounds: T5 (torsion angle), HOMO-1 (energy of the first molecular orbital below HOMO), QTS1 (sum of absolute values of the atomic charges) and VOLS2 (volume of the substituent at region B). These descriptors give information on the kind of interaction that occurs between the compounds and the biological receptor. The prediction study was done with a set of three new quinone compounds by using the PCA, HCA, SDA, KNN and SIMCA. Beside the five chemometric methods, the neural network method was used by employing the backpropagation algorithm. The four variables (T5, QTS1, VOLS2 and HOMO-1) were employed to validate the models constructed previously. The architecture of networks consisting of four neurons at input layers, ten neurons at intermediary layers and two neurons at output layers was adopted to observe the root mean square error between the true and desired output over the entire training set. The percentage of correct classification was 87.5%, and only one compound was predicted wrong in the test set, which indicates that the model is robust and could be able to make predictions. The docking studies were carried out with two different programs in the approach of ligands: the Autodock and FlexX. The docking results on trypanothione reductase enzyme showed that all studied compounds stay at second hydrophobic pocket in the outer region of the active site called the Z-site. The residues that could be specifically involved in the binding of ligands are Lys62, Thr66, Thr397, Thr463, Leu399, Ser464, Glu466 and Glu467, where the residues Thr66, Thr463 and Leu399 are conserved in different trypanothiones and could be used for the development of selective inhibitors against to the parasite enzyme.

A doença de Chagas, transmitida pelo protozoário Trypanosoma cruzi, afeta mais de 18 milhões de pessoas na América Latina e mesmo tendo sido descrita há 100 anos por Carlos Chagas, esta ainda representa um importante problema de saúde pública, sendo encontrados casos em 18 países em desenvolvimento na América do Sul e Central. No Brasil, o benzonidazol, (ROCHAGAN), é a única droga de atividade tripanocida disponível no mercado mesmo apresentando vários efeitos colaterais e limitada eficácia na fase crônica da infecção. Em vista da necessidade de novas substâncias com atividade biológica sobre T.cruzi, o interesse pela pesquisa vem crescendo com o intuito de se obter compostos capazes de atuarem sobre o parasita, desprovidos dos graves efeitos colaterais. Estudos desenvolvidos em nosso laboratório envolvendo lignanas demonstraram uma importante atividade destes compostos sobre as formas tripomastigotas sanguíneas. Assim este estudo tem como objetivo avaliar a atividade terapêutica de derivados de lignana dibenzilbutirolactônicas em sistema in vivo, em fase aguda e crônica da infecção por T. cruzi. Como critérios de estudo avaliamos o comportamento parasitêmico dos animais na fase aguda, quantificamos a enzima -galactosidase nos tecidos do fígado, baço e coração além da análise morfométrica dos tecidos. Com relação à parasitemia, dos animais na fase aguda, as substâncias cubebina e hinoquina, apresentaram significante redução parasitêmica comparado ao controle negativo e melhor atividade no tratamento pela via oral. Na análise por caracterização de -galactosidase, as substâncias apresentaram melhores resultados comparados ao controle positivo (Benzonidazol) e também melhor eficácia da resposta para o tratamento pela via oral. Nos resultados apresentados pela cariometria os grupos de tratamento com as substâncias cubebina e hinoquinina apresentaram valores próximos ao controle não infectado, mostrando que ocorreu uma resposta celular positiva comparado ao controle infectado. / Chagas disease, transmitted by the protozoan Trypanosoma cruzi, affects over 18 million people in Latin America. Even though it was described 100 years ago by Carlos Chagas, it still represents a major public health problem, and there are cases in 18 developing countries located in Central and South America. In Brazil, benznidazole (Rochagan) is the only trypanocidal drug available in the market; however, it has several side effects and limited efficacy in the chronic phase of the infection. In view of the need for new substances with biological activity against T. cruzi, there is growing interest in the search for compounds capable of acting on the parasite, but are devoid of serious side effects. Studies involving lignans developed in our laboratory have shown that these compounds are significantly active against bloodstream trypomastigotes. So this study aims to evaluate the therapeutic activity of derivatives of dibenzylbutyrolactone lignans in vivo, in the acute and chronic infection by T. cruzi. The present study examined the degree of parasitemia in the infected animals during the acute phase of the disease. To this end, the enzyme -galactosidase was measured in the tissues from the liver, spleen, and heart of infected animals, in addition to the morphometric analysis of these tissues. Cubebin and hinokinin led to significant reduction in parasitemia compared to the negative control, and better treatment was accomplished by the oral route. Concerning -galactosidase analysis, cubebin and hinokinin furnished better results compared to the positive control (Benznidazole), the most effective response to treatment being also achieved by oral route. Karyometry also revealed that cubebin and hinokinin were effective, giving values close to those obtained with the uninfected control, thereby showing that there was a positive cellular response.

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.

Introdução: A morte súbita é a principal causa de morte na doença de Chagas, correspondendo de 55 a 65% dos casos. Observa-se que parte destas, ocorre em pacientes com função ventricular esquerda (FEVE) preservada, levando a acreditar que fatores desestabilizadores do substrato arritmogênico exercem um importante papel nestes eventos. Evidências já demonstraram a depressão parassimpática como fator contribuinte na gênese de arritmias diversas em presença de cardiopatia isquêmica. Assim, insiste-se na necessidade de se identificar precocemente quais os pacientes, no contexto da cardiopatia chagásica crônica, apresentam risco aumentado para o desenvolvimento de eventos arrítmicos complexos. Acredita-se que a avaliação autonômica identifique subgrupos distintos de risco. O presente estudo teve como objetivo determinar a sensibilidade do barorreflexo (SBR) em pacientes com doença de Chagas, nas formas indeterminada (GI) e arritmogênica com taquicardia ventricular não sustentada (GII) e com taquicardia ventricular sustentada (GIII) e, secundariamente, avaliar a associação entre a severidade da arritmia ventricular com o grau de comprometimento da SBR. Métodos: 42 pacientes foram submetidos à monitorização cardiovascular não invasiva pelo sistema Task Force ® onde foi determinada a SBR, utilizando o método da fenilefrina e analisada a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) no domínio do tempo por meio da eletrocardiografia dinâmica de 24horas e a FEVE, por meio da ecocardiografia. Resultados: Observou-se diferença estatística significativa entre os grupos em relação à SBR em resposta à fenilefrina. O GIII apresentou o menor valor de SBR (6,09 ms/mmHg) quando comparado aos GII (11,84ms/mmHg) e GI (15,23ms/mmHg). Após comparação múltipla entre os grupos, verificou-se diferença significativa entre GI e GIII (p= 0,01). Quando se correlacionou SBR e densidade de extra-sístoles ventriculares (EV), observou-se que todos os pacientes portadores de baixa densidade de EV (< 10/hora) apresentavam SBR preservada (6,1ms/mmHg).Em contrapartida, entre aqueles com alta densidade de EV (>10/hora) somente 59% tinham SBR preservada (p=0,003). Nos pacientes com SBR deprimida (3,0-6,0 ms/mmHg) houve maior densidade de EV (p=0,01). Pacientes com SBR preservada apresentaram tanto função ventricular normal como moderadamente comprometida (66,7% com FEVE<40% e 79,5% com FEVE40%; p=0,62). O mesmo observou-se em pacientes com SBR moderadamente deprimida, (15,4% com FEVE<40% e 33,3% com FEVE40%; p=0,46). Não foi verificada correlação entre SBR e VFC. Ao se aplicar o modelo de regressão logística, observou-se que somente a SBR influenciou o aparecimento da taquicardia ventricular sustentada (p=0.028). Conclusão: A SBR está preservada na forma indeterminada da doença de Chagas e diminuída na forma arritmogênica. O comprometimento da SBR é progressivo e acompanha a evolução da doença, sendo mais intenso nos pacientes com arritmias ventriculares mais complexas. O grau de disfunção autonômica não se correlacionou com a função ventricular, mas, sim, com a densidade e a complexidade das arritmias / Introduction: Sudden death is the main cause of death in Chagas disease, corresponding to 55 to 65% of the cases. Some of these occur in patients with normal or almost normal left ventricular function (LVF), leading us to believe that factors that destabilize the arrhythmogenic substrate play an important role in these events. Evidences show parasympathetic depression to be a contributing factor in the genesis of diverse arrhythmias in the presence of ischemic heart disease. Thus, we insist on the need of an early identification of the patients, in the context of chronic Chagas heart disease, that are at increased risk of developing complex arrhythmic events. It is possible that autonomic assessment allows the identification of distinct risk subgroups. The objective of this study was to determine the baroreflex sensitivity (BRS) in patients with the indeterminate form of Chagas disease, (GI), and with the arrhythmogenic form of Chagas disease with nonsustained ventricular tachycardia (GII) and sustained ventricular tachycardia (GIII) and to assess the correlation between the severity of ventricular arrhythmia and the degree of BRS impairment. Methods: Forty-two patients were subjected to noninvasive cardiovascular monitoring using the Task Force® system. The phenylephrine method was used to determine BRS, 24- hour dynamic electrocardiography was used to analyze heart rate variability (HRV) over time and echocardiography was used to determine LVF. Results: A statistical difference was observed between the groups regarding their BRS to phenylephrine. GIII presented the lowest BRS value (6.09 ms/mmHg) when compared with GII (11.84ms/mmHg) and GI (15.23ms/mmHg). After multiple comparisons among the groups, a significant difference was found between GI and GIII (p=0.01). When BRS was correlated with ventricular extrasystole (VE) density, all patients who had low VE density (<10/hour) had preserved BRS (6.1ms/mmHg). On the other hand, only 59% of those with high EV density (>10/hour) had preserved BRS (p=0.003). In patients with moderately depressed BRS (3.0-6.0 ms/mmHg) there was a greater density of EV (p=0.01). Patients with preserved BRS had preserved or moderately compromised LVF (66.7% with LVF<40% and 79.5% with LVF40%; p=0.62) as had patients with moderately depressed BRS (15.4% with LVF<40% and 33.3% with LVF40%; p=0.46). There was no correlation between BRS and LVF. When the logistic regression model was applied, only BRS influenced the presence of sustained ventricular tachycardia (p=0.028). Conclusion: BRS is preserved in indeterminate Chagas disease and diminished in the arrhythmogenic form. The BRS impairment is progressive as the disease progresses, being more evident in patients with more complex ventricular arrhythmias. The degree of autonomic dysfunction did not correlate with ventricular function but with the density and complexity of the arrhythmias

A doença de Chagas, transmitida pelo protozoário Trypanosoma cruzi, afeta mais de 18 milhões de pessoas na América Latina e mesmo tendo sido descrita há 100 anos por Carlos Chagas, esta ainda representa um importante problema de saúde pública, sendo encontrados casos em 18 países em desenvolvimento na América do Sul e Central. No Brasil, o benzonidazol, (ROCHAGAN), é a única droga de atividade tripanocida disponível no mercado mesmo apresentando vários efeitos colaterais e limitada eficácia na fase crônica da infecção. Em vista da necessidade de novas substâncias com atividade biológica sobre T.cruzi, o interesse pela pesquisa vem crescendo com o intuito de se obter compostos capazes de atuarem sobre o parasita, desprovidos dos graves efeitos colaterais. Estudos desenvolvidos em nosso laboratório envolvendo lignanas demonstraram uma importante atividade destes compostos sobre as formas tripomastigotas sanguíneas. Assim este estudo tem como objetivo avaliar a atividade terapêutica de derivados de lignana dibenzilbutirolactônicas em sistema in vivo, em fase aguda e crônica da infecção por T. cruzi. Como critérios de estudo avaliamos o comportamento parasitêmico dos animais na fase aguda, quantificamos a enzima -galactosidase nos tecidos do fígado, baço e coração além da análise morfométrica dos tecidos. Com relação à parasitemia, dos animais na fase aguda, as substâncias cubebina e hinoquina, apresentaram significante redução parasitêmica comparado ao controle negativo e melhor atividade no tratamento pela via oral. Na análise por caracterização de -galactosidase, as substâncias apresentaram melhores resultados comparados ao controle positivo (Benzonidazol) e também melhor eficácia da resposta para o tratamento pela via oral. Nos resultados apresentados pela cariometria os grupos de tratamento com as substâncias cubebina e hinoquinina apresentaram valores próximos ao controle não infectado, mostrando que ocorreu uma resposta celular positiva comparado ao controle infectado. / Chagas disease, transmitted by the protozoan Trypanosoma cruzi, affects over 18 million people in Latin America. Even though it was described 100 years ago by Carlos Chagas, it still represents a major public health problem, and there are cases in 18 developing countries located in Central and South America. In Brazil, benznidazole (Rochagan) is the only trypanocidal drug available in the market; however, it has several side effects and limited efficacy in the chronic phase of the infection. In view of the need for new substances with biological activity against T. cruzi, there is growing interest in the search for compounds capable of acting on the parasite, but are devoid of serious side effects. Studies involving lignans developed in our laboratory have shown that these compounds are significantly active against bloodstream trypomastigotes. So this study aims to evaluate the therapeutic activity of derivatives of dibenzylbutyrolactone lignans in vivo, in the acute and chronic infection by T. cruzi. The present study examined the degree of parasitemia in the infected animals during the acute phase of the disease. To this end, the enzyme -galactosidase was measured in the tissues from the liver, spleen, and heart of infected animals, in addition to the morphometric analysis of these tissues. Cubebin and hinokinin led to significant reduction in parasitemia compared to the negative control, and better treatment was accomplished by the oral route. Concerning -galactosidase analysis, cubebin and hinokinin furnished better results compared to the positive control (Benznidazole), the most effective response to treatment being also achieved by oral route. Karyometry also revealed that cubebin and hinokinin were effective, giving values close to those obtained with the uninfected control, thereby showing that there was a positive cellular response.

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Apesar disso, o arsenal terapêutico disponível para o tratamento da doença (nifurtimox e benzonidazol) apresenta pouca ação sobre a fase crônica e sérios efeitos colaterais. Além disso já foi relatado o aparecimento de cepas resistentes aos medicamentos disponíveis. Diante desses fatos, torna-se importante a identificação de novos protótipos a fármacos ativos contra a fase crônica da doença. Sabe-se que antifúngicos azólicos (posaconazol, ravuconazol, itraconazol e cetoconazol) inibem a enzima lanosterol 14 alfa-desmetilase do Trypanosoma cruzi e por essa razão impedem a síntese do ergosterol, o principal esterol de membrana do parasita. Moléculas com esse perfil de atividade são ativas contra a forma amastigota do parasito, apresentando resultados positivos no tratamento da fase crônica da doença de Chagas. Esses dados sugerem que o desenvolvimento de novos inibidores da via do ergosterol é uma alternativa interessante para o tratamento da doença de Chagas. Visando contribuir para esse objetivo foram desenvolvidos modelos de QSAR 2D e 3D para um conjunto de 155 moléculas ativas contra T. cruzi. Modelos de QSAR 2D, baseado, em descritores bidimensionais (r2= 0,86, q2=0,9, r2pred=0,84, com 4PCs) e Holograma moleculares (r2= 0,85, q2=0,91, r2pred=0,82, com 6PCs) apresentam parâmetros estatísticos satisfatórios e sugerem que propriedades estéreas da amina ligada a anel aromático estão relacionadas com aumento na atividade dos compostos, enquanto que ramificações estruturais tem o efeito contrário. Visando complementar o estudo das exigências estéreas e eletrônicas que determinam a atividade biológica dos derivados azólicos estudados, foram desenvolvidos modelos de QSAR 3D pela técnica de análise comparativa de campos moleculares (CoMFA). O modelo do alinhamento realizado pelo acoplamento molecular propiciou poder preditivo satisfatório (q2 = 0,74, r2 = 0,92, r2pred = 0,70, com 5 PCs). O modelo realizado pelo alinhamento por similaridade morfológica dos 5 ligantes de maior atividade proporcionou maior poder preditivo (q2= 0,75, r2=0,91, r2pred=0,77, com 6PCs). A análise dos mapas de contorno sugere que a amina primária ligada ao anel aromático tem contribuição estérea e eletrônica importante, assim como substituintes na posição meta do anel p-anilina. O anel fenil na posição meta, assim como o anel imidazol podem diminuir a atividade dos compostos. As informações obtidas através dos modelos quimiométricos descritos acima são de suma importância para guiar o planejamento de moléculas mais potentes contra T. cruzi. / Chagas´ disease has a major impact over the population of Latin America. This neglected disease affects 2,500.000 patients and approximately new 50,000 cases are identified annually. Despite that, there are few drugs available to treat this ailment (nifurtimox and benznidazole), which are not effective against the chronic phase and show many side-effects. In addition, drug-resistant strains have been reported. These facts underscore the importance of discovering lead compounds that are active against the chronic phase of Chagas´ disease. Antifungal compounds such as posaconazole, revuconazole and cetoconazole also inhibit the lanosterol 14- demethylase from Trypanosoma cruzi, thus blocking the ergosterol pathway. Moreover, such compounds are active against amastigote T. cruzi and show promising results for chronic Chagas´ disease treatment. Therefore, developing new ergosterol biosynthesis inhibitors has been considered as a good strategy to improve Chagas´ disease treatment. Aiming at this goal, 2D and 3D QSAR models were built for a dataset of 155 compounds that had been assayed against T. cruzi. 2D-QSAR models built with topological descriptors (r2= 0.86, q2=0.9, r2pred=0.84, with 4PCs) or molecular hologram (r2= 0.85, q2=0.91, r2pred=0.82, with 6PCs) show reasonable statistics parameters and suggest that steric properties from the NH2 bound to phenyl ring increase potency, whereas moieties branching has the opposite effect. In order to further investigate the steric and electronic requirements for biological activity, 3D-QSAR models were developed by Comparative Molecular Field Analysis (CoMFA). The model of alignment by docking presented good predictive model (q2 = 0,74, r2 = 0,92, r2pred = 0,70, com 5 PCs). The model of alignment by morphological similarity towards the 5 most activity compounds presented most predictive model (r2= 0.75, q2=0.91, r2pred=0.77, with 6PCs). Contour map analysis not only supports the hypothesis that NH2 bound to phenyl has a positive steric or eletronic contribution to activity but also meta substitute on p-aniline. The ring phenil in the position meta as well as the ring imidazole would reduce the activity. The information gathered from all these models shall be useful to guide the development of second generation molecules with increased potency against T. cruzi.

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-24T15:16:03Z No. of bitstreams: 1 Irlane Faria de Pinho.pdf: 1040715 bytes, checksum: 87d7812b6d730954fda7c527c1132c57 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-24T15:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Irlane Faria de Pinho.pdf: 1040715 bytes, checksum: 87d7812b6d730954fda7c527c1132c57 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A taxa de infecção por Trypanosoma cruzi em triatomíneos é um importante parâmetro para a avaliação do risco de transmissão vetorial da doença de Chagas em localidades onde há infestação doméstica e peridoméstica por estes insetos. A infecção por T. cruzi em insetos vetores costuma ser avaliada pelo exame, através de microscopia óptica, de suspensões do conteúdo intestinal fresco dos insetos, buscando-se nelas a presença de tripanossomatídeos flagelados. Esta metodologia apresenta como desvantagens a necessidade de se transportar os insetos vivos até o laboratório, além de não permitir a identificação da espécie de tripanossomatídeo presente nas fezes dos triatomíneos. Técnicas de biologia molecular baseadas na reação em cadeia da polimerase (PCR) têm, portanto, sido desenvolvidas para a identificação de T. cruzi em amostras biológicas, como o conteúdo intestinal dos triatomíneos. O objetivo desta dissertação foi avaliar a aplicabilidade e a sensibilidade de uma técnica de diagnóstico molecular da infecção natural por T. cruzi, baseada na utilização de papel de filtro, em triatomíneos capturados no estado do Ceará. Adicionalmente, procurou-se avaliar esta técnica diagnóstica em amostras do conteúdo intestinal de triatomíneos criopreservadas em papel de filtro durante 11 anos. Foram estudados os conteúdos intestinais de 68 espécimes de triatomíneos capturados no ano de 2000 (Rhodnius nasutus, n=40; Triatoma pseudomaculata, n=25 e T. brasiliensis, n=3), além de fezes de 51 espécimes coletados no ano de 2010 (T. pseudomaculata, n=15; T. brasiliensis, n=36). Os conteúdos intestinais obtidos por compressão abdominal dos 119 triatomíneos foram analisados pelo exame direto por microscopia óptica. As fezes foram diluídas sobre as lâminas de microscopia, em solução salina tamponada, cobertas com lamínulas e examinadas no microscópico óptico com aumento de 400 vezes, para observação direta da presença de tripanossomatídeos. Alíquotas das suspensões fecais foram separadas e aplicadas em tiras de papel de filtro (FTA Card, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK), que foram armazenadas individualmente em tubos de 2 mL e acondicionadas em freezer a -20 ºC, para utilização na técnica de PCR, visando a detecção de kDNA de T. cruzi. Empregaram-se os iniciadores S35 5´- AAATAATGTACGGG(T/G)GAGATGCATGA-3`, e S36 5´- GGTTGCATTGGGTTGGTGTAATATA-3`, que amplificam o fragmento de 330 pares de bases contendo as regiões variáveis dos minicírculos do DNA do cinetoplasto (kDNA). O cálculo comparativo das sensibilidades das técnicas diagnósticas (microscopia óptica e PCR) foi realizado da seguinte forma: sensibilidade da técnica = número de exames positivos por esta técnica / número de exames positivos em quaisquer das duas técnicas. Com relação à análise dos 68 conteúdos intestinais criopreservados em papel FTA Card, 58 foram positivos pela microscopia óptica. Destes, 56 foram positivos pela PCR. Obteve-se, desta forma, uma sensibilidade comparativa de 96,5% para a PCR e 100% para a microscopia óptica. Analisando-se as 51 amostras fecais recém-obtidas de triatomíneos, obteve-se uma positividade, pela microscopia óptica, de quatro amostras e, pela PCR, de 14 amostras, obtendo-se uma sensibilidade de 100% para a PCR e de 28.6% para a microscopia óptica. A concordância entre as técnicas foi de 66/68 (97%) para as amostras criopreservadas e de 41/51 (80,4%) para as amostras recém-obtidas de insetos. Analisando-se as amostras em conjunto, obtivemos uma concordância de 107/119 (89,9%) entre as técnicas. O estudo conclui que a técnica de diagnóstico por PCR em amostras de conteúdo intestinal de triatomíneos aplicadas ao papel FTA Card é aplicável para a estimativa das taxas de infecção natural destes insetos pelo T. cruzi, sendo capaz de auxiliar a caracterização de perfis eco-epidemiológicos e a detecção da circulação do parasita em ambientes silvestres, peridomésticos e domésticos, contribuindo também para a avaliação do risco de transmissão da doença de Chagas em localidades onde há infestação pelos vetores. / The rate of infection by Trypanosoma cruzi in triatomines is an important parameter for assessing the risk of vectorial transmission of Chagas disease in localities where domestic and peridomestic infestation by these insects are found. Infection with T. cruzi in triatomines is usually evaluated by examining, by light microscopy, suspensions of intestinal contents of fresh insects, seeking in them the presence of flagellate trypanosomatids. This approach has disadvantages as the need to transport the live insects to the laboratory, and not allow the identification of the trypanosomatid species present in the triatomine feces. Molecular biology techniques based on polymerase chain reaction (PCR) have therefore been developed to identify T. cruzi in biological samples, such as the intestinal contents of triatomines. The aim of this study was to evaluate the applicability and sensitivity of the technique of molecular diagnosis of natural infection by T. cruzi, based on the use of filter paper in triatomines captured in the Ceará state. Additionally, we sought to evaluate this diagnostic technique in samples of intestinal content of triatomines cryopreserved on filter paper for 11 years. We studied the intestinal contents of 68 specimens of insects captured in the year 2000 (Rhodnius nasutus, n = 40; T. pseudomaculata, n = 25 and T. brasiliensis, n = 3), and feces from 51 specimens collected in 2010 (T. pseudomaculata, n = 25; T. brasiliensis, n = 36). The intestinal content obtained by abdominal compression of 119 insects were analyzed by direct examination through optical microscopy. The feces were diluted on microscope slides in buffered saline (pH = 7.0), covered with coverslips and examined under optical microscope with 400 times magnification for direct observation of the trypanosomes presence. Aliquots of fecal suspensions were separated and applied to strips of filter paper (FTA Card, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK), which were stored individually in 2 mL tubes and stored at -20 ° C for use in PCR , aimed at detection of kDNA of T. cruzi. The primers used were 5'-AAATAATGTACGGG S35 (T / G) GAGATGCATGA-3 'and 5'-GGTTGCATTGGGTTGGTGTAATATA S36-3', which amplify a fragment of 330 base pairs containing the hypervariable regions of the k-DNA minicircles. The comparative calculation of the sensitivity of diagnostic techniques (optical microscopy and PCR) was performed as follows: sensitivity = number of technical tests positive by this technique / number of positive tests in any of the two techniques. Regarding the analysis of 68 cryopreserved paper intestinal contents FTA Card, 58 were positive by light microscopy. Of these, 56 were positive by PCR. Was obtained in this way, a comparative sensitivity of 96.5% for PCR and 100% for light microscopy. Analyzing the newly obtained 51 fecal samples of insects, we obtained a positivity by light microscopy, four samples and PCR of 14 samples, yielding a sensitivity of 100% for PCR and 28.6% for optical microscopy. The agreement between the techniques was 66/68 (97%) for the cryopreserved samples and 41/51 (80.4%) for the newly obtained samples of insects. Analyzing the samples together, we achieved an agreement of 107/119 (89.9%) between the techniques. The study concludes that the technique of PCR for diagnosis in samples of intestinal content of triatomines applied to FTA paper Card is applicable for estimating natural infection rates of these insects by T. cruzi, is able to assist the characterization of eco-epidemiological profiles and the detection of the parasite in the wild environment, peridomestic and domestic, also contributing to the assessment of risk of transmission of Chagas disease in localities where there is infestation by vectors.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2013-10-18T18:15:09Z No. of bitstreams: 1 Murilo F. Castro. Avaliação da atividade,,, 2012.pdf: 1468986 bytes, checksum: 7b9241cb49aba27e80628022c24eb12a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-18T18:15:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Murilo F. Castro. Avaliação da atividade,,, 2012.pdf: 1468986 bytes, checksum: 7b9241cb49aba27e80628022c24eb12a (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / A doença de Chagas (DC) é considerada um agravo ainda negligenciado. Atualmente, estima-se cerca de 10 milhões de pessoas infectadas pelo Trypanosoma cruzi, em todo o mundo, principalmente na América Latina. Sabe-se que alguns derivados de naftoquinonas podem agir sobre a tripanotiona redutase (TR), enzima específica dos tripanossomatídeos responsável pelo controle oxidativo celular. A inibição da TR favorece um processo oxidativo e morte do protozoário. Este trabalho teve como objetivo investigar o potencial anti-T.cruzi da fitomenadiona, (K1) e menadiona (K3), ambas vitaminas K derivadas de naftoquinonas. Com este propósito, o efeito tripanocida de K1 e K3 foi avaliado através de ensaios in vitro com as formas tripomastigotas e epimastigotas do T. cruzi nas cepas Colombiana e Y utilizando os testes de inibição, citotoxicidade dos compostos, ensaio de infecção em macrófagos, avaliação de alterações ultraestruturais, bem como ensaio em in vivo para avaliação na redução da parasitemia. Os valores de IC50 mais significativos para formas tripomastigotas do T. cruzi foram 27,55 μM para K1, 2,19 μM para K3 e 12,46 μM para o benzonidazol, a droga padrão. Contudo, o tratamento com a vitamina K1 não reduziu a parasitemia in vivo, que permaneceu alta assim como a do controle tratado com veículo. A vitamina K3 foi capaz de inibir ambas as cepas e diferentes formas do parasito em ensaios in vitro. No ensaio de infecção de macrófagos, a vitamina K3 em concentração de 21,4 μM inibiu de forma mais significativa a infecção de células em relação à droga padrão, em concentração de 38,4 μM. Apesar da citotoxicidade mais elevada, esta droga apresentou uma seletividade maior ao parasito do que a células de mamíferos e, em baixas doses, causou a redução na parasitemia in vivo. As avaliações ultraestruturais por microscopia eletrônica de transmissão evidenciaram alterações celulares induzidas por estes compostos, destacando-se a tumefação do cinetoplasto e a presença de vacúolos. A quantificação ultraestrutural na avaliação por microscopia eletrônica de varredura demonstrou alterações em cerca de 80% dos parasitos observados quando tratados com K3 a 5 μM. Nossos resultados demonstram o efeito anti-T. cruzi das moléculas testadas e sugerem que estas possam servir de base para o desenho de novos compostos candidatos a fármacos para o tratamento da doença de Chagas. / Chagas disease (AD) is considered a neglected disease. Currently, it is estimated 10 million people infected with Trypanosoma cruzi, worldwide, mostly in Latin America. It is known that some derivatives of naphthoquinones can act on the trypanothione reductase (TR), specific enzyme of trypanosomatids responsible for controlling oxidative stress. Inhibition of TR favors an oxidative process and death of the parasite. This work aimed to investigate the potential anti-T. cruzi of phytomenadione, (K1) and menadione (K3), both vitamin K derived from naphthoquinones. For this purpose, the trypanocidal effect of K1 and K3 was evaluated by in vitro assays with epimastigotes and trypomastigotes of T. cruzi in strains Colombian and Y using the inhibition tests, cytotoxicity of compounds of infection in macrophages test, evaluation of ultrastructural alterations as well as in vivo test to evaluate the reduction of the parasitemia. The best IC50 values to trypomastigote forms of T. cruzi were 27.55 μM to K1 and 2.19 μM to K3, compared to 12.46 μM of benznidazole, the standard drug. However, the treatment with vitamin K1 did not reduce parasitemia in vivo, which remains high similar to the vehicletreated control group. Vitamin K3 was able to inhibit both strains and different forms of the parasite in in vitro assays. In macrophage infection assay, vitamin K3 at a concentration of 21.4 μM significantly inhibited T. cruzi infection of cells when compared to the standard drug (benznidazole) in a concentration of 38.4 μM. Although this compound had a high cytotoxicity, vitamin K3 showed greater selectivity than the parasite mammalian cells, and in a low dose caused a reduction in parasitemia in vivo. The ultrastructural evaluation by transmission electron microscopy revealed cellular alterations induced by these compounds, especially the swelling of the kinetoplast and the presence of vacuoles. The ultrastructural quantification in the evaluation by scanning electron microscopy showed changes in about 80% of parasites observed when treated with 5 μM K3. Our results demonstrate the anti-T. cruzi molecules tested, suggesting that they may serve as a basis for designing new drug candidate compounds for the treatment of Chagas disease.