A tripanossomíase ainda representa importante endemia nas Américas refletindo-se no sentido sócio-econômico onde é responsabilizada pelas taxas de aposentadoria precoce, como conseqüência direta da doença. As terapias até então utilizadas não promovem a cura total da doença além de provocarem efeitos colaterais danosos ao organismo do hospedeiro. É de conhecimento que os esteróides gonadais exercem profunda influência no curso das infecções, e no caso especifico da doença de Chagas, a orquiectomia leva a um estado de maior resistência do hospedeiro a \'Trypanosoma cruzi\'. O DHEA através de suas ações imuno-regulatórias promove o direcionamento da resposta celular do hospedeiro, que por sua vez é efetiva no controle da replicação de distintos patógenos como vírus, bactérias e protozoários. Portanto, a proposta do trabalho é inédita, pois avaliou o sinergismo entre a administração do DHEA e a orquiectomia no direcionamento da resposta imune do hospedeiro no decurso da infecção chagásica experimental em ratos Wistar machos infectados com a cepa y de \'T. cruzi\'. A parasitemia sofreu drástica redução para os grupos orquiectomizados e sujeitos a terapia com DHEA. Da mesma forma os parâmetros imunológicos analisados apresentaram aumento significante das concentrações de IFN-g, IL-12 e NO bem como do número de macrófagos. A histopatologia nos revelou que a orquiectomia e o tratamento com DHEA promoveram melhor reorganização do tecido cardíaco, bem como redução do número e tamanho dos ninhos de amastigotas existentes. Todos esses dados nos levam a crer que a ação sinérgica da terapia associada à orquiectomia promoveu direcionamento da resposta imune do tipo Th1 reduzindo os processos patológicos desencadeados pela infecção chagásica. / The ability of the gonadal hormones to influence and induce diverse immunological functions during the course of several parasitic infections has been extensively studied in the latest decades. Dehydroepiandrosterone and its sulphate are the most abundant steroid hormones secreted by the human adrenal cortex and are considered potent immune-activators. In this experiment, it was examined the effects of orchiectomy on the course of Trypanosoma cruzi infection in rats, treated and untreated with DHEA, by comparing blood and cardiac parasitism, macrophages number, Nitric Oxide and IFN-g levels. Orchiectomy led animals to enhanced resistance against infection by elevated number of macrophages, enhanced concentrations of NO and IFN-g and reduced amastigote burdens in heart when compared to control animals. DHEA replacement exerted a synergic effect, up-modulating the immune. Certainly male sex steroids play fundamental role in determining the fate of disease, through the regulation and modulation of the activity of the immune response.

A dehidroepiandrosterona (DHEA) tem sido considerada como o esteróide de múltiplas ações e vem interessando pesquisadores da área médica. Trabalhos demonstram a estimulação imunológica induzida pelo DHEA em animais de laboratório e humanos, como terapia alternativa e imunomoestimuladora nas infecções virais, bacterianas e parasitárias. O presente projeto avaliou os efeitos terapêuticos da administração de DHEA em ratos Wistar machos e fêmeas infectados com a cepa Y de Trypanosoma cruzi durante a fase aguda da infecção chagásica. Os parâmetros analizados foram o número de parasitas sangüíneos e teciduais, bem como produção de citocinas (TNF-, IFN-, IL-2, IL-12, IL-10, IL-4 e TGF-) e populações celulares (CD3+, CD4+ e CD8+), análise de glicose, colesterol e triglicérides, produção de anticorpos líticos, óxido nítrico, contagem global de leucócitos e macrófagos. Através dos resultados obtidos podemos concluir que o DHEA quando utilizado como tratamento na infecção chagásica experimental é parcilamente eficaz, pois reduz o número de parasitas sanguíneos e teciduais em ratos machos e fêmeas. Os diferentes parâmetros imunológicos analisados na vigência da terapia com DHEA revelou uma ação parcialmente efetiva sobre a resposta imunológica, o que favoreceu o controle da evolução da fase aguda da infecção experimental, deve ser levado em conta que a utilização deste hormônio não assume caráter curativo, apenas propicia melhores condições ao hospedeiro de direcionar sua resposta imunológica de forma a controlar a replicação parasitária, sem causar no hospedeiro os efeitos colaterais danosos ocasionados pelas drogas tripanossomicidas disponíveis atualmente no mercado. / Dehidroepiandrosterone (DHEA) has been considered for many researchers as the steroid of multiple functions. The immunologic stimulation triggered by DHEA has been demonstrated not only in animal models but also in humans. DHEA has been used as an alternative therapy to up-modulate immune response in host bearing viral, bacterial and parasitic infections. The present work evaluate the therapeutic effects of DHEA administration in male and female Wistar rats infected with the Y strain of T. cruzi during the acute phase of infection. The evaluated parameters were the blood and tecidual parasitic intensity, cytokines and cellular population, glucose analysis, cholesterol and triglycerides, percentage of lytic antibodies, nitric oxide, global counting of leukocytes and macrophages. DHEA, when used as a treatment of experimental T. cruzi infection is efficient; reducing the number of blood and tissue parasites of both genders. The therapy with DHEA demonstrated cellular and humoral immune stimulation for the control of the evolution of the acute phase. It has to be emphasized that DHEA therapy is not curative, but improves to the host immunological response to control the parasitic burden, without the harmful collateral effects caused by the available T. cruzi drugs in the market.

As doenças denominadas como negligenciadas têm causado nos últimos anos uma preocupação muito acentuada na comunidade científica e para as autoridades de saúde, relacionada às suas terapêuticas, no sentido de que os medicamentos existentes não se apresentam totalmente eficazes, além de determinarem efeitos colaterais extremamente elevados. Nesse perfil se encaixam a doença de Chagas e as Leishmanioses, etiologias determinadas respectivamente por Trypanosoma cruzi e parasitas do gênero Leishmania. Como proposta de encontrarmos uma alternativa para o tratamento dessas parasitoses, avaliamos o potencial terapêutico de três estatinas (sinvastatina, pravastatina e mevastatina), comercialmente encontradas para o tratamento de níveis elevados de colesterol e triglicérides, baseado no princípio de que a rota bioquímica para a formação de colesterol é semelhante à do ergosterol, componente da membrana plasmática desses protozoários. Foram realizadas avaliações in vitro e in vivo das estatinas puras e de suas associações com o benzonidazol, medicamento de referência no tratamento da doença de Chagas e com a anfotericina B, medicamento de referência no tratamento das leishmanioses, partindo do pressuposto que a substituição do benzonidazol / anfotericina B ou a diminuição de suas doses em combinação com as estatinas, atuando como coadjuvantes, pudessem auxiliar no tratamento e diminuir os efeitos colaterais provocados pela medicação. Observou-se nos ensaios com T. cruzi in vitro boa atividade antiparasitária, com valores de porcentagem de lise celular mais altos ou comparados aos encontrados para o benzonidazol, já in vivo, apenas a mevastatina apresentou redução da parasitemia em relação ao controle positivo e às outras estatinas testadas. Nos ensaios com L. braziliensis e L. major não foi observado resultado significante, tanto in vitro como in vivo, apesar de em algumas situações encontrarmos resultados próximos ao controle positivo. / Over recent years, neglected diseases has been a problem to the scientific community and health associations due the absence of total efficacy of drugs, and by their potential side effects. Chagas\' disease and Leishmaniasis - both caused respectively by Trypanosoma cruzi and by parasites the genus Leishmania fit on this profile. Aiming to find an alternative treatment of these parasitosis we evaluated the potential therapeutic of three statins (simvastatin, pravatatin, and mevastatin) which are commercially employed for treatment of high levels of cholesterol and triglycerides, based on the similarity of the biochemical route of cholesterol and ergosterol formation, being the ergosterol a component of plasmatic membrane of these protozoa. In vitro and in vivo evaluation were made by the association of these statins with benznidazole and amphotericin B used for Chagas\' disease and Leishmaniasis treatment respectively, hypothesizing that the replacement of benznidazole/amphotericin B or the reduction of the doses in combination with statins as coadjuvants could provide better treatment and side effects reduction caused by the commercial drugs. In vitro assays under T. cruzi showed significant antiparasitic activity when compared with benzonidazole to all statins. On the other hand in vivo assays showed parasitic reduction only by mevastatin when it was compared with positive control. L. braziliensis and L. major in in vivo assay didn´t show significant results despite the results have been similar to the positive control.

Foi demonstrado que a L-prolina é fundamental para o metabolismo das formas intracelulares de T.cruzi e está envolvida em processos de resistência a diferentes condições de estresse. O ácido L-tiazolidina-4-carboxílico (T4C) age como inibidor competitivo do transporte de prolina para o interior do parasita, desta forma, pode-se assumir que, quando aplicado como agente terapêutico simula uma situação de hipoprolinemia no hospedeiro mamífero. Sobre esta base, propomos que a prolinemia poderia estar relacionada com a severidade da infecção pelo T. cruzi, portanto, decidimos inverter o racional e obter nesse trabalho um modelo de hiperprolinemia. Inicialmente foi estabelecido um modelo murino de hiperprolinemia transiente. Camundongos da linhagem BALB/c que foram tratados com prolina, por via intraperitonial (i.p), em 30 minutos já apresentaram concentrações plasmáticas de 1,359 ± 0,121 mM, porém, após 3 horas seus níveis plasmáticos retornaram ao normal, 0,4361 ± 0,03496. Utilizando este modelo, foi avaliado o efeito da hiperprolinemia transiente em camundongos infectados pelo T.cruzi. Em três ensaios de um total de seis foi observado um aumento significativo da parasitemia em camundongos tratados, sem nenhuma diferença na mortalidade e na carga parasitária de diversos tecidos. Essa inconsistência observada no perfil da parasitemia redirecionou os experimentos para um modelo de hiperprolinemia hereditário previamente estabelecido. Interessantemente, foram observados diminuições na parasitemia, porém, a mortalidade foi aumentada. Foi hipotetizado que, diferentemente do que acontece com a hiperprolinemia transiente, com os níveis plasmáticos aumentados de maneira estável, as formas intracelulares de T.cruzi teriam acesso ao aminoácido em quantidades e tempo maiores. No entanto, não se pode descartar como hipótese complementar, que a hiperprolinemia possa afetar a resposta imune e por sua vez, imunossuprimir ou imunoestimular o hospedeiro mamífero. Por esse motivo, avaliaram-se alguns parâmetros da resposta imune ex vivo. Ensaios ex vivo mostraram que tratamento com prolina diminui a produção de NO sob ativação por LPS, no entanto quando células peritoneais não ativadas por LPS são infectadas por T. cruzi, o tratamento com prolina não altera o perfil de NO. A expressão gênica da óxido nítrico sintase induzível (iNOS) das células peritoneais diminui quando elas são cultivadas na presença de prolina, confirmando esses resultados. Mostrou-se dessa maneira que a hiperprolinemia pode interferir com a resposta imune do hospedeiro, o que levaria a uma eventual imunossupressão. Observou-se que, tanto células peritoneais infectadas como não infectados tratadas com prolina apresentam redução de seu volume celular o que poderia ser indício de sinal apoptótico. Ensaios de infecção (ex vivo) em células peritoneais de camundongos BALB/c com tripomastigotas da cepa MJL superexpressando o transportador de prolina apresentaram aumento da taxa de infecção enquanto que as infectadas por tripomastigotas da cepa Y superexpressando o mesmo transportador de prolina apresentaram diminuição da taxa de infeçção, quando comparadas aos controles, mostrando que a reposta de redução ou aumento da taxa de infecção ao tratamento com prolina é determinada também pela cepa de T. cruzi. Análises da prolinemia em soro de pacientes com sintomas de cardiopatia chagásica severa mostraram menores níveis de prolina sérica quando comparados aos controles (pacientes não infectados). Juntos, todos esses resultados colocam a prolina como um fator de severidade na infecção pelo T. cruzi. / It was shown that L-proline is essential for the metabolism of the intracellular forms of T. cruzi and is involved in resistance to different stress conditions. L-thiazolidine-4-carboxylic acid (T4C) acts as a competitive inhibitor of the proline transport to the inside of parasite, thus it can be assumed that when T4C is applied as a therapeutic agent simulates a hipoprolinemia situation in the mammalian host. On this basis, we propose that prolinemia could be related to the severity of T. cruzi infection, then, in this work we decided to reverse the rational and obtain a hyperprolinemia model. As a starting point, it was established a mouse transient hyperprolinemia model. BALB/c mice were intraperitoneally injected with proline showed an increased proline levels in sera after 30 min (1,359 ± 0,121 mM). However, these increased levels were diminished to normal levels after 3 h (0,4361 ± 0,03496 mM). Once established this model, was initially used to evaluate the effect of transient hyperprolinemia in mice infected by T.cruzi. In three out of six experiments an increase in parasitemia but not in mortality or in tissue parasite loads was observed. In the remaining three experiments no differences were detected. These inconsistencies directed the work to the search to a previously established hereditary model of mouse hyperprolinemia model. Interestingly, in this new model, a diminished parasitemia was recorded, however, mortality was higher. From this information it was hypothesized that, differently to what happens in the transient hyperprolinemia, a permanent hyperprolinemia exposes the T. cruzi infected cells (and so, the intracellular parasites) to higher concentrations of proline as well as for longer times. In addition, it cannot be disregarded the complementary hypothesis that hyperprolinemia could be affecting the immune response and, at the same time of its action on the parasite, it could be immunosupresing or immunostimulating the mammalian host. This possibility led us to evaluate some parameters of the immune response both, in vivo and ex vivo. Ex vivo assays showed that proline-treated LPS-activated peritoneal cells had a diminished production of NO while proline-treatment of T. cruzi infected, non-LPS-activated peritoneal cells did not affect their NO production. This data showed that hyperprolinemia could interfer the immune response leading the host to an eventual immunosupresion. In addition, both, infected and non-infected macrophages had their cellular volume diminished when treated with proline, which could be attributed to the iniciation of an apoptotic process. Infection assays (ex vivo) of perioneal cells from BALB/c mice with MJL strain trypomastigotes overexpressing a proline transporter had an increased infection rate, while the same type of cells infected with Y strain trypomastigotes overexpressing the same proline transporter showed a diminution in the infection rate. These results show that changes in the infection rate as a function of intracellular proline availability depends on T. cruzi strain. The analysis of prolinemia in patients serum with symptoms of Severe Chronic Chagasic Cardiopathy showed tat proline levels were diminished in comparison to control (non-infected patients). Taken together, these results prompt proline as a factor modulating the severity of T. cruzi infection.

Uma nova e promissora alternativa quimioterápica para o tratamento da doença de Chagas usando tetraaminas de rutênio (II) como transportadoras de óxido nítrico (NO) ou Benznidazol (Bz) são apresentados aqui. Os resultados mostraram que os complexos do tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4L]n+ e cis-[Ru(NO)(bpy)2L] n+ são mais eficientes para tratar casos agudos da doença (modelo murino) que o Bz livre. Os nitrosilos trans-[Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3, trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 e cis-[Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 são capazes de eliminar in vivo as formas extracelulares e intracelulares do T. cruzi tanto na corrente sanguínea quanto no tecido miocárdio, assegurando a sobrevida de 60-100% dos animais infectados em doses de 900 (400 nmol kg-1) até 3.850 vezes menores (100 nmol kg-1) que a dose considerada ótima para o Bz (385 µmol kg-1 = 100 mg kg-1). Além disso, uma concentração de trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 ou cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 dez vezes menor que a recomendada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) para tratar sangue infectado com o violeta de genciana (Vg) é capaz de eliminar 100% dos parasitos após 1 hora de incubação a 37 oC. Os experimentos conduzidos in vitro demonstraram que o NO liberado após redução ou reativos intermediários do NO são os responsáveis pelo efeito anti-proliferativo ou tripanocida. O nitrosilo trans-[Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3 (IC50epi = 67 µmol L-1) foi mais ativo que o nitroprussiato de sódio (SNP) (IC50epi = 244 µmol L-1) e o trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 e o cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 (IC50tri = 52 e 58 µmol L-1, respectivamente) foram mais eficientes que o Vg (IC50tri = 536 µmol L-1). O transportador do Bz, trans-[Ru(Bz)(NH3)4S(IV)]n+, S(IV) = SO2, HSO3- ou SO32- (RuBz), é mais hidrosolúvel e mais ativo (IC50tri/1h = 79 ± 3 µmol L-1) que o Bz livre (IC50tri/1h = 4,800 ± 70 µmol L-1). Este complexo exibiu baixa citotoxicidade in vitro (IC50esplenócitos > 1 mmol L-1) e in vivo (400 µmol kg-1 < LD50 < 600 µmol kg-1) e a formação do derivado hidroxilamínico é mais favorável no RuBz que no Bz em 9,6 Kcal mol-1. Em diversos modelos murinos de infecção aguda, o RuBz também foi mais ativo que o Bz ainda quando somente uma dose foi administrada. Analogamente, o RuBz a uma dose 1.000 vezes que a dose ótima para o Bz provou ser suficiente para proteger todos os animais infectados, eliminando os ninhos de amastigotas nos seus corações, fígados e músculos esqueléticos. Em experimentos conduzidos com células Vero, os nitrosilos trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis-[Ru(NO)(bpy)2imN](PF6)3 e o RuBz foram capazes de eliminar as formas intracelulares do T. cruzi e reduzir a porcentagem de células infectadas. Portanto, todos os dados observados sugerem a maior solubilidade em água somada à acessibilidade do potencial de redução do par NO2/NO3.- no RuBz são os responsáveis pela maiores atividades anti-proliferativa e tripanocida com respeito ao Bz ou Vg. Adicionalmente, cis-[Ru(NO)(bpy)2imN](PF6)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 21-miN](PF6)3 e cis-[Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 provaram ser capazes de inibir a atividade catalítica da gGAPDH de 89-97% a uma concentração de 260 µmol L-1, enquanto os complexos da série trans-[Ru(NO)(NH3)4L]n+, os precursores cis-[Ru(bpy) 2L(NO2)]n+, cis-[Ru(H2O)(bpy) 2L]n+ bem como os complexos RuBz, cis-[Ru(NO)(NH3)4 (NO2)]Cl2 não exibiram atividade inibitória significativa. / A novel and promising chemotherapeutic alternatives for the treatment of Chagas\' disease by use of ruthenium tetraammnine complexes as a carrier of nitric oxide (NO) or Benznidazole (Bz) are presented herein. The results showed that the trans- [Ru(NO)(NH3)4L]n+ and cis-[Ru(NO)(bpy) 2L] n+ compounds are more efficient in the treatment of acute cases of the disease (mouse model) than free Bz. The trans- [Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3, trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis- [Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3, and cis-[Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 are able to eliminate, in vivo, extracelullar as well as intracellular forms of T. cruzi in the bloodstream and myocardium tissue and to assure the survival of 60-100% of infected mice at doses of 900 (400 nmol kg-1) up to 3,850 fold smaller (100 nmol kg-1) than that considered the optimal dose for Bz (385 µmol kg-1 = 100 mg kg-1). Furthermore, a dose of trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 or cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 ten-fold smaller than that recommended by World Health Organization (WHO) for gentian violet, Vg, a phenyl methane currently recommended by WHO in the treatment of blood banks in endemic and non-endemic areas to prevent the transmission of Chagas\' disease by blood transfusion, is able to lyses 100% of the parasites after 1 hour of incubation. The tests conducted in vitro demonstrated that the NO liberated upon reduction of these nitrosyls is responsible for the observed antiproliferative and trypanocidal activities. The trans-[Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3 (IC50epi = 67 µmol L-1) was found to be more efficient than the classic NO-donor, sodium nitroprusside (SNP) (IC50epi = 244 µmol L-1) and trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 and cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 (IC50try = 52 and 58 µmol L-1, respectively) were more efficient than the gentian violet (IC50try = 536 µmol L-1). The Bz carrier, trans-[Ru(Bz)(NH3)4S(IV)] n+, S(IV) = SO2, HSO3 - or SO3 -2 (RuBz), is more hydrosoluble and more active (IC50try/1h = 79 ±?3 µmol L-1) than free Bz (IC50try/1h = 4,800 ±?70 µmol L-1). This complex exhibits low acute citotoxicity in vitro (IC50trysplenocytes > 1 mmol L-1) and in vivo (400 µmol kg-1 < LD50try < 600 µmol kg-1) and the formation of hydroxylamine is more favorable in RuBz than in Bz by 9.6 Kcal mol-1. In murine acute models of Chagas\' disease, RuBz also was more active than Bz even when only one dose was administrated. Moreover, RuBz at a thousand-fold smaller concentration than the considered optimal dose for Bz proved to be sufficient to protect all infected mice, eliminating the amastigotes nests in their hearts, livers, and skeletal muscles as observed in H?E micrographics. Experiments conduced with infected Vero cells, the trans- [Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3, and RuBz are able to eliminate the intracellular forms of T. cruzi and to reduce the percentage of infected cells. In all, the observed data strongly suggest that the higher solubility in water and accessibility for reduction of NO2/NO2 .- couple in RuBz are responsible for higher antriproliferative and trypanocidal activities regarding to Bz or Vg. Additionally, the cis- [Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 21-miN](PF6)3, and cis- [Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 proved to be able to inhibit the catalytic activity of gGAPDH of 89-97% at a concentration of 260 µmol L-1, whereas their precursors cis- [Ru(bpy) 2L(NO2)]n+ and cis-[Ru(H2O)(bpy) 2L]n+ and the trans-[Ru(NO)(NH3)4L] 3+ and cis-[Ru(NO)(NH3)4 (NO2)]Cl2 nitrosyls and RuBz complex do not exhibited significative inhibition.

Estudos prévios mostram que tanto a melatonina (MEL) como a Dehidroepiandrosterona (DHEA) aumentaram a resposta imune contra distintos parasitas. O presente estudo investigou a atividade in vitro da MEL e DHEA associados em um período de 24 horas e in vivo durante o curso da infecção por T. cruzi. A atividade in vitro da MEL e DHEA sozinhos, bem como juntos foram testados sobre formas tripomastigotas (doses variando de 0.5, 8, 20, 32, 40 to 128 µM). In vitro, tanto MEL como DHEA sozinhos não mostraram qualquer atividade contras formas tripomastigotas, embora quando utilizadas em concentrações mais elevadas, a associação de MEL e DHEA mostrou-se ativa contra formas tripomastigotas do parasita. Entretanto, para estas altas concentrações, verificou-se alta toxicidade sobre os macrófagos peritoneais. Para avaliação in vivo, ratos machos Wistar foram infectados com a cepa Y de T. cruzi. Os animais foram oralmente tratados com 5 mg/kg peso corpóreo/dia de MEL e de forma subcutânea com 40mg/kg peso corpóreo/dia de DHEA. Tratamento com MEL, DHEA e associado mostrou uma redução significante no número de tripomastigotas sangüíneos durante a fase aguda da infecção quando comparado aos animais não trados (P<0.05). Um significante aumento no número de macrófagos e concentração de óxido nítrico (NO) foram observados durante o pico da parasitemia apenas com MEL ou combinado com DHEA. Entretanto, observou-se que o DHEA sozinho aumentou a concentração de NO (P<0.05), bem como os níveis de TNF-alfa durante a infecção (P<0.05). Estes resultados mostram que a MEL, DHEA ou a associação de ambos reduz a parasitemia durante a fase aguda de infecção. A ação combinada de ambos os hormônios não exerceu uma ação sinérgica sobre a magnitude da resposta imune do hospedeiro, ficando o DHEA como a substância que induziu a resposta imune mais eficiente. / Previous studies show that melatonin (MEL) and dehydroepiandrosterone (DHEA) enhances the immune response against parasitic pathogens. The present study investigated the in vitro activity of MEL and DHEA association in a period of 24 hours and in vivo during the course of T. cruzi infection. The in vitro activity of MEL and DHEA alone, as well as together, were tested for the trypomastigote forms (doses ranging from 0.5, 8, 20, 32, 40 to 128µM). In vitro, nor MEL nor DHEA alone did not show any activity against trypomastigote forms, although when the highest concentration of MEL and DHEA association was used, it was active against the trypomastigote forms of the parasite. However, for this concentration, a quite toxicity on peritoneal macrophages was observed. For in vivo evaluation, male Wistar rats were infected with the Y strain of T. cruzi. They were orally treated with 5mg/kg body weight/day of MEL and subcutaneously with 40mg/kg body weight/day of DHEA. Treatment with MEL, DHEA and the association showed a significant reduction in the number of blood trypomastigotes during the acute phase of infection as compared to untreated animals (P<0.05). A significant increase in the number of macrophages and nitric oxide (NO) concentrations were observed during the peak of parasitemia with MEL alone or combined with DHEA. However, with DHEA alone, the highest concentration of NO was observed (P<0.05). Moreover, DHEA treatment increased TNF-alpha levels during infection (P<0.05). These results show that MEL, DHEA or the association of both reduces parasitemia during the acute phase of infection. The combined action of both hormones did not exert a synergic action on the hosts ability to fight infection, and it seems that among all treatments DHEA induces a more efficient immune response.

O Trypanosoma brucei é o agente etiológico da Tripanossomíase Africana Humana. Este protozoário é um parasita extracelular que possui um único flagelo e um citoesqueleto de alta estabilidade, responsável por vários processos celulares como motilidade, morfologia, infectividade e divisão celular. Em todos os gêneros da família Trypanosomatidae foram descritas proteínas de alto peso molecular (500-3500 kDa) as quais, além do papel estrutural, podem estar envolvidas na organização e regulação do citoesqueleto e seus constituintes. Este projeto teve como objetivo caracterizar no âmbito celular, bioquímico e molecular as proteínas gigantes de T. brucei e determinar os seus papéis funcionais na biologia do parasito. A partir do isolamento do citoesqueleto de T. brucei e análise por SDS-PAGE, produzimos anticorpos contra as proteínas gigantes que serviu como ferramenta para realização de Western Blotting (WB) e imunofluorescência no estudo das propriedades moleculares destas proteínas. O sequenciamento por espectrometria de massas foi utilizado para determinação da sequência primária parcial destas proteínas e identificação dos genes em no banco de dados TriTrypDB. Aqui, mostramos que as proteínas de alta massa molecular se localizam em estruturas essenciais para a regulação do citoesqueleto como na zona de adesão flagelar (FAZ), bem como no complexo tripartido responsável pela adesão do flagelo ao cinetoplasto. A espectrometria de massas revelou 19 novas proteínas de alta massa molecular ainda não estudadas em T. brucei dentre as quais 2 foram caracterizadas funcionalmente: FAZ10 e Tb927.8.3540. Para investigar os seus papeis biológicos utilizamos o modelo de silenciamento gênico por RNA de interferência. O silenciamento da proteína FAZ10 levou ao destacamento do flagelo, ao reposicionamento incorreto dos núcleos e cinetoplastos, e mais importante ao erro na definição do local de ingressão do sulco de clivagem durante a citocinese, em formas procíclicas e sanguícolas de T. brucei. Por sua vez, a proteína Tb927.8.3540 é responsável pela estabilização do citoesqueleto de microtúbulos e formação do FAZ e flagelo. Quando ausente nas células, estas adquirem um formato esférico com a presença de um flagelo internalizado. Em ambos os casos, as células induzidas apresentam inibição da proliferação celular e o acúmulo de células multinucleadas na cultura. O estudo funcional das proteínas gigantes revelou que elas possuem um papel central na morfogênese do T. brucei, agindo diretamente na organização e formação de estruturas do citoesqueleto, na manutenção da adesão flagelar, e no direcionamento da citocinese. / Trypanosoma brucei, the causative agent of sleeping sickness or Human African Trypanosomiasis (HAT), has been used as experimental model for cellular, biochemical and molecular studies. This is an extracellular protozoan parasite that has a single flagellum and a highly stable cytoskeleton, responsible for many cellular processes such as motility, morphology, infectivity and cell division. In Trypanosomatidae family, a novel class of High Molecular Weight Proteins (HMWPs; 500-3500 kDa) has been described, which besides their structural role, may play a role in cytoskeleton organization and regulation. Trypanosomatids cytoskeletons contain abundant HMWPs, but many of their biological functions are still unclear. Here, we aimed to describe the cellular and molecular properties of these proteins, and to determine their functional roles in the parasite biology. SDS-PAGE was used to analyze T. brucei cytoskeletons. Also, the HMWP bands were injected in mouse in order to produce polyclonal antibodies, which were used as a molecular tool in Western Blotting (WB) and immunofluorescence analysis. Here we show that the high molecular weight proteins are located on essential structures for the regulation of the cytoskeleton such as the flagellar adhesion zone (FAZ) and the tripartite complex, which connects the flagellum to the kinetoplast. Detergent-extracted cytoskeletons were also analyzed by gradient SDS-PAGE and the HMWP bands were sent to mass spectrometry analysis. We able to identify 19 new high molecular weight proteins most of which are uncharacterized so far in T. brucei. Here, we report the characterization of two giant proteins: FAZ10 and Tb927.8.3540. To investigate their biological roles we used a model of gene silencing by RNA interference (RNAi). Our data showed that FAZ10 is an essential giant cytoskeletal protein in both procyclic and bloodstream parasite life cycle stages, since its depletion led to defects in cell morphogenesis, flagellum attachment and kinetoplast and nucleus positioning. More importantly, ablation of FAZ10 impaired the timing and placement of the cleavage furrow during cytokinesis, resulting in premature or asymmetrical cell division. In turn, the Tb927.8.3540 protein is responsible for the stabilization and regulation of the microtubule cytoskeleton as well as the flagellum and FAZ. In its absence, cells acquire a spherical shape together with an internalized flagellum. In both cases, the resulting phenotype results in inhibition of cell proliferation and accumulation of multinucleated cells in culture. The functional study of the giant proteins revealed that they have a central role in morphogenesis of T. brucei, acting directly on the organization and regulation of cytoskeletal structures, such as the flagellum and the FAZ.

O nosso grupo está explorando como alternativa para a identificação de novas estratégias de tratamento o reposicionamento de drogas. Nesse contexto, nosso laboratório mostrou que memantina, um antagonista de receptores de glutamato NMDA, apresenta uma atividade tripanocida no ciclo de vida do T. cruzi, in vitro. Com base nessas informações, avaliamos o efeito da memantina em animais infectados com a cepa Y. O tratamento apresentou uma redução da parasitemia (40%) no 8º dpi e redução da carga parasitária no tecido cardíaco no 15º dpi. Uma vez que a cepa Y invade preferencialmente macrófagos, avaliamos o efeito de memantina em células RAW 264.7. Memantina diminuiu a produção de NO por células estimuladas com LPS, diminuiu o Ca2+i, e não houve uma redução de EROs. Memantina também interferiu no ciclo intracelular do parasita, reduzindo o número de células infectadas. Nossos resultados sugerem que o tratamento com memantina pode direcionar o sistema imune de modo a modular os receptores de tipo NMDA, através de um efeito direto ou indireto produzido pelo tratamento. / The search for new therapeutic targets has been of extreme importance for the specific treatment of Chagas disease. Our group is exploring as an alternative, a strategy for drug repurposing. In this context, our laboratory showed that memantine, an antagonistic of NMDA glutamate receptors, has a trypanocidal activity along the life cycle of T. cruzi, in vitro. Based on this information, we evaluated the effect of memantine in animals infected with Y strain. The treatment showed a reduction of parasitemia (40%) in 8th dpi and reduced parasitic load in cardiac tissues at 15th dpi. As the Y strain preferably invades macrophages, we evaluated the effect of memantine in RAW 264.7 cells. Memantine decreased NO production by cells stimulated with LPS, decreased Ca2+i, and did not cause a reduction in ROS. Memantine also interfere with the intracellular parasite cycle, reducing the number of infected cells. Our results suggest that treatment with memantine can target the immune system to modulate the NMDA receptor, through direct or indirect effect caused by the treatment.

A excisão de sequencias intrônicas dos precursores de mRNAs é um passo crítico durante a expressão gênica eucariótica. Essa reação é catalisada pelo complexo macromolecular denominado spliceossomo, composto por partículas ribonucleoproteicas nucleares (U1, U2, U4/U6, U5 snRNPs), além de inúmeros fatores associados. Em tripanossomatídeos, os genes são transcritos em longas unidades policistrônicas e a reação de SL trans-splicing é requerida para geração de transcritos monocistrônicos maduros. O spliceossomo é uma maquinaria altamente dinâmica e parte das mudanças conformacionais ocorridas neste complexo é mediada por RNA helicases. A RNA helicase/ATPásica Sub2 (em mamífero, UAP56), cujas homólogas foram descritas como membros do complexo TREX (transcrição/exportação do RNA), é essencial na montagem do pré-spliceossomo, além de estudos sugerirem sua participação em outras etapas de montagem desse complexo. Em tripanossomatídeos, a função desta proteína no transporte de mRNA entre núcleo e citoplasma já foi descrita, entretanto, seu envolvimento na reação de splicing permanece indefinido. Neste trabalho, buscou-se estudar esse envolvimento através de técnicas de purificação em tandem e RNA de interferência. A purificação dos parceiros de interação da proteína somada à identificação por espectrometria de massas mostrou que TbSub2 co-purifica com proteínas envolvidas em múltiplas vias do metabolismo do parasito, incluindo proteínas e fatores relacionados ao processamento de mRNA. Além disso, essa proteína é essencial para os parasitos na forma procíclica e sanguínea e apresenta localização nuclear em ambas as linhagens. Análises por qPCR em tempo real e RT-PCR mostraram que o silenciamento de TbSub2 causa defeito na maquinaria de SL trans-splicing mas seu efeito no cis-splicing não é claro. Por fim, foi possível realizar a expressão heteróloga e purificação da proteína TbSub2 recombinante, bem como estudos para avaliar seu estado oligomérico e estabilidade. Dessa forma, foi constatado que essa proteína é estável em diferentes tampões e apresenta estados oligoméricos distintos nas técnicas empregadas nesse trabalho. O estudo aqui apresentado trouxe evidências da participação da proteína TbSub2 na reação de SL trans-splicing em ambas as linhagens, bem como em múltiplas vias do metabolismo do parasito na forma procíclica, contribuindo para uma elucidação das funções dessa proteína em tripanossomatídeos. / The excision of intronic sequences from precursor mRNAs is a critical step during eukaryotic gene expression. This reaction is catalyzed by the macromolecular complex called spliceosome, composed of nuclear ribonucleoprotein particles (U1, U2, U4 / U6, U5 snRNPs), besides numerous associated factors. In trypanosomatids, genes are transcribed in long polycistronic units and the SL trans-splicing reaction is required for the generation of mature monocistronic transcripts. The spliceosome is a highly dynamic machinery and part of this complex\'s conformational changes is regulated by RNA helicases. The RNA helicase / ATPase Sub2 UAP56, in mammalian), whose homologous proteins have been described as members of the TREX complex (transcription / RNA export), is essential in the pre-spliceosome assembly, besides its participation in other assembly steps of this complex, as suggested by other studies. In trypanosomatids, the role of this protein in the nucleus/cytoplasm mRNA transport has already been described, however its involvement in the splicing reaction remains unknown. In this work, we studied this involvement through tandem affinity purification and RNA interference. The purification of this proteins binding partners added to the identification by mass spectrometry showed that TbSub2 co-purifies with proteins involved in multiple metabolism pathways of the parasite, including proteins and factors related to mRNA processing. In addition, this protein is essencial for the parasites in procyclic and bloodstream forms and localizes in the nucleus in both strains. qPCR and RT-PCR analysis showed that the silencing of TbSub2 causes defect in the SL trans-splicing machinery but its effect on cis-splicing is unclear. Finally, it was possible to perform the heterologous expression and purification of recombinant TbSub2 protein, as well as studies to evaluate its oligomeric state and stability. Thus, it was found that this protein is stable in different buffers and presents different oligomeric states in the techniques employed in this work. This study has provided evidence of this helicases participation in the SL trans-splicing reaction in booth strains, as well as in several metabolism pathways of the parasite in prociclic form, contributing to the elucidation of the protein functions in trypanosomatids.

La Trypanosomose Humaine Africaine (THA) ou maladie du sommeil est une infection provoquée par un protozoaire du genre Trypanosoma. La recherche de nouvelles cibles thérapeutiques est nécessaire afin d’améliorer l’efficacité et la tolérance des traitements. Dans un premier travail, nous avons étudié l’importance de CYP51 (stérol 14α-déméthylase), une cible potentielle, par la technique d’interférence à ARN (RNAi). Nous avons démontré le caractère essentiel de cette enzyme pour le parasite, ainsi que les conséquences de sa déplétion sur la cytodiérèse. De plus, la survie de souris infectées par la souche CYP51RNAi induite était prolongée, montrant l’implication de CYP51 dans la virulence. La combinaison du posaconazole, un dérivé triazolé inhibant CYP51, à l’éflornithine a montré un effet similaire à la combinaison nifurtimox-éflornithine dans un modèle murin. Nos résultats soulignent l’intérêt potentiel d’un traitement ciblant CYP51 dans la trypanosomose. Du fait de l’importance de l’immunodépression dans la THA et de la capacité du trypanosome à échapper au système immunitaire de l’hôte, nous avons étudié, dans un deuxième travail, l’effet de T. gambiense et de son sécrétome (protéines excrétées/sécrétées) sur des cellules dendritiques humaines (DCs) in vitro. Nous avons ainsi montré une altération de la maturation des DCs induite par le LPS en présence du sécrétome. Nous avons également montré qu’une des protéines de ce sécrétome, TbKHC1, est exprimée par différentes espèces de trypanosomes. Elle est impliquée dans l’induction de l’arginase macrophagique chez la souris, un mécanisme d’échappement au système immunitaire. Ces travaux apportent des éléments pour une meilleure compréhension des phénomènes immunopathologiques rencontrés, dans la perspective de thérapeutiques ciblées et d’une approche vaccinale. / Trypanosoma brucei gambiense, an extracellular eukaryotic flagellate parasite, is the main causative agent of Human African Trypanosomiasis (HAT), also known as sleeping sickness. Trypanosomes have developped efficient mechanisms to escape the host immune response. New therapeutic options are needed for patients with HAT. Sterol 14α-demethylase (CYP51) is a potential drug target but its essentiality has not been studied in T. brucei. In a first study, we demonstrated its essentiality by RNA interference (CYP51RNAi) in vitro. CYP51RNAi induction caused morphological defects with multiflagellated cells, suggesting cytokinesis dysfunction. Additionally, the survival of CYP51RNAi infected-mice was improved, showing CYP51 RNAi effect on trypanosomal virulence. During infection with virulent strains, posaconazole-eflornithine and nifurtimox-eflornithine combinations showed similar improvement in mice survival. Thus, our results provide support for a CYP51 targeting based treatment in HAT. In a second work, we studied the innate host immune system characteristics in trypanosomiasis, as a severe immune dysregulation is present in HAT. To analyse the potential immunomodulatory activity of T. gambiense in human settings, we assess the effect of its secretome on dendritic cells (DCs) in vitro, using human monocyte-derived DCs. A significant inhibition of the LPS-induced maturation of DCs was observed with secretome. In line with this impairment, secretome down regulated cytokines production by LPS-activated DCs. TbKHC1, a kinesin heavy chain, is a component of the parasite secretome. We confirmed its role in parasitic escape to immune system by inducing arginase activity, in a murine model. Our results provide new information about the immune system characteristics during trypanosomiasis, which may help to uncover new therapeutic approachs in HAT.