<p align=\"justify\">A necessidade urgente de descoberta de terapias mais seguras e eficazes para o tratamento da doença de Chagas e leishmanioses tem motivado a pesquisa por novos inibidores das enzimas cruzaína e CPB, as principais cisteíno proteases do T. cruzie e Leishmania spp., respectivamente. Uma série de 52 compostos nitrílicos que atuam como inibidores covalente-reversíveis de cisteíno proteases foi sintetizada no grupo NEQUIMED/IQSC/USP e avaliada quanto a sua atividade inibitória contra as enzimas cruzaína, CPB de Leishmania mexicana e catepsina L de humanos. Utilizando planejamento molecular baseado em hipótese, mapeamos as relações estrutura-atividade (SARs) desses inibidores através de variações nas posições P1, P2, P3 e P1\' do esqueleto dipeptidil nitrílico. A substituição do grupo eletrofílico (warhead) aminonitrila em P1 pelo grupo azanitrila melhorou a afinidade em duas ordens de magnitude para todos os alvos avaliados. Um dos mais potentes inibidores, o análogo azanitrila Neq0690 mostrou uma cinética de ligação lenta com valores de pKi de 8,8, 9,3 e 9,7 para cruzaína, catepsina L e LmCPB, respectivamente. A substituição bioisostérica da ligação amida entre as posições P2-P3 pelo grupo trifluoroetilamina resultou na síntese do Neq0659, um potente inibidor com um perfil de ação seletivo para as proteases de parasitos. A substituição do grupo metileno em P1 pelo ciclopropano aumentou a afinidade para todas as enzimas. Contudo, uma inibição seletiva da cruzaína e LmCPB foi associada à presença do grupo (R)-benzila como substituinte da posição P1 dos derivados CF3 substituídos. Embora os compostos substituídos com leucina, tirosina, triptofano e 3-cloro fenilalanina como substituintes da posição P2 foram relativamente bem tolerados pela cruzaína e catepsina L, uma restrita especificidade foi verificada para LmCPB com pequenos ganhos de afinidade para os inibidores que possuíam os grupos leucina e metil benzoato como substituintes dessa posição. Com relação à posição P3, a inserção do grupo 3-terc-butilpirazol e 3-bromo piridina aumentou a afinidade para todos os alvos avaliados enquanto que um ganho seletivo para a LmCPB foi observado para os compostos que possuíam o grupo bifenila nessa posição. Além disso, duas novas estruturas cristalográficas da LmCPB complexada com o Neq0690 e metil metanotiossulfonato (MMTS) foram determinadas com resoluções de 1,3 Å e 1,5 Å, respectivamente. As estruturas dos co-complexos revelaram os modos de interação (MoB) desses ligantes, bem como as principais características do processo de reconhecimento bimolecular. Isso permitirá o uso de estratégias de planejamento baseado na estrutura do alvo com translação natural para a pesquisa por novos inibidores de cisteíno proteases, com amplo espectro de ação na quimioterapia de doenças a elas relacionadas. / <p align=\"justify\">The urgent need for the discovery of safer and more effective therapies for the treatment of Chagas disease and leishmaniasis has motivated the search for new inhibitors of the enzymes cruzain and CPB, the major T. cruzi and Leishmania spp. cysteine proteases, respectively. A series of 52 nitrile-containing compounds acting as covalent-reversible inhibitors of cysteine proteases was synthesized at the NEQUIMED/IQSC/USP Medicinal Chemistry Group and evaluated for their inhibitory activity against the enzymes cruzain, Leishmania mexicana CPB and cathepsin L from humans. Using hypothesis-driven molecular design, we mapped the structure-activity relationships (SARs) of these inhibitors through variations in the P1, P2, P3 and P1\' positions of the dipeptidyl nitrile scaffold. The substitution of the aminonitrile by the azanitrile group improved the affinity by two orders of magnitude for all the evaluated targets. One of the most potent inhibitors, the azanitrile analogue dubbed Neq0690 showed a slow-binding kinetics with pKi values of 8.8, 9.3 and 9.7 for cruzain, cathepsin L and LmCPB, respectively. Bioisosteric substitution of the amide moiety between the P2-P3 positions by the trifluoroethylamine group resulted in the synthesis of Neq0659, a potent inhibitor with a selective action profile for parasite proteases. Substitution of the methylene group at P1 by cyclopropane increased the affinity for all enzymes. However, selective inhibition of cruzain and LmCPB was associated with the presence of the (R)-benzyl group as substituent of the P1 position of the substituted CF3 derivatives. Although leucine, tyrosine, tryptophan and 3-chloro phenylalanine substituted compounds as substituents of the P2 position were relatively well tolerated by cruzain and cathepsin L, a restricted specificity was verified for LmCPB with small affinity gains for the inhibitors possessing the leucine and methyl benzoate as substituents of that position. Regarding the P3 position, the insertion of the 3-tert-butylpyrazole and 3-bromo pyridine groups increased the affinity for all evaluated targets whereas a selective gain for LmCPB was observed for the compounds having the biphenyl moiety at that position. In addition, it is noteworthy that two new crystallographic structures of LmCPB complexed with Neq0690 and methyl methanethiosulfonate (MMTS) were determined with resolutions of 1.3 Å and 1.5 Å, respectively. The structures of the co-complexes revealed the modes of binding (MoB) of these ligands, as well as the main characteristics of the bimolecular recognition process. This will allow the natural translational target structure strategies for the search for new inhibitors of cysteine proteases with broad spectrum of action in the chemotherapy of related diseases.

Les leishmanioses sont des parasitoses en constante évolution, et l’accroissement d’apparitions de résistances vis-à-vis des traitements disponibles en fait une des préoccupations majeures des organismes de santé publique dans le monde. La miltefosine est actuellement le seul antileishmanien actif par voie orale. Son mécanisme d’action implique les lipides et notamment les phospholipides membranaires du parasite.Afin d’évaluer les effets de la miltefosine sur le parasite ainsi que les mécanismes de résistances, une étude lipidomique d’un clone de Leishmania donovani cultivé sous différentes conditions (traité, résistant, résistant-traité) a été réalisée dans le présent travail. Des analyses couplant une séparation des phospholipides en Chromatographie Liquide Haute-Performance à polarité de Phase Normale (NP-HPLC) avec un Spectromètre de Masse (MS) équippé d’une source d’Ionisation ElectroSpray (ESI) ont été traitées par chimiométrie, à l’aide d’une Correction Orthogonale du Signal suivie d’une Analyse Discriminante par Moindre Carrés Partiels (OSC-PLS-DA). Les principales espèces moléculaires permettant de distinguer les différentes cultures ont ensuite fait l’objet d’une identification structurale par spectrométrie de masse en tandem. Des hypothèses métaboliques ont pu être posées.Puis l’étude a été étendue à une plus grande variété de lipides, séparés par NP-HPLC. Pour cela une comparaison des sources d’ionisation à pression atmosphérique (ESI, Ionisation Chimique à Pression Atmosphérique et PhotoIonisation à Pression Atmosphérique) a été nécessaire afin de sélectionner la mieux adaptée pour un tel couplage. Les mécanismes d’action de la miltefosine et de l’amphotéricine B ont alors fait l’objet d’une étude lipidomique. / Leishmaniasis is a more and more spreading disease, and resistance of parasites toward antileishmanial drugs is a concern for public safety organizations troughout the world. Miltefosine is the only oral drug, and its mechanism of action implies membrane lipids, and phospholipids, of parasite cells.In order to assess this mechanism of action, and resistance mechanisms developed, a lipidomic study of Leishmania donovani strains (treated, resistant, treated-resistant) was performed in the present work. A Normal-Phase High-Performance Liquid Chromatography (NP-HPLC) was coupled to an ElectroSpray Ionisation Mass Spectrometer (ESI-MS) to analyze phospholipids, and data were computed using an Orthogonal Signal Correction-Partial Least Squares-Discriminant Analysis (OSC-PLS-DA). Molecular species responsible for the differenciation of strains were then structuraly identified using tandem mass spectrometry. Hypotheses on metabolic pathways implied were then proposed.The study was then extended to a broader range of lipids, also analyzed through NP-HPLC-MS. A comparison of Atmospheric Pressure Ion sources (ESI, Atmospheric Pressure Chemical Ionization and Atmospheric Pressure PhotoIonization) was thus necessary in order to select the most suitable source. A lipidomic study was then performed to assess mechanisms of action and mechanisms of resistance concerning miltefosine and Amphotericin B.

Com o objetivo de investigar a ecoepidemiologia de Leishmania spp com relação a animais silvestres e domésticos e aos flebotomíneos, desenvolveram-se estudos no período entre 2000 e 2009 em duas áreas no Estado de São Paulo (Ilhabela S 23º 48\' W 45º 20\' e Itupeva na Serra do Japi, S 23º 10\' W 47º 02\' ). Cada animal foi examinado por um ou mais dos seguintes métodos: observações clínicas, exame direto de esfregaços ou imprints de aspirados e/ou biópsias, teste rápido com antígeno rk39, intradermorreação com antígeno de L.(V.) braziliensis, inoculação in vivo e in vitro e extração de DNA para testes moleculares. Em relação aos animais silvestres foram utilizadas técnicas de captura-marcação-recaptura o que nos permitiu determinar a dinâmica de circulação de Leishmania spp. Em todas as recapturas os animais foram reexaminados. Coletas de flebotomíneos também foram realizadas nos mesmos locais e em galinheiros, utilizando-se de armadilhas luminosas, tipo Falcão modificada, aspiradores de castro, armadilha de Shannon, armadilha Disney e papéis untados com vaselina líquida. De um total de 2.714 animais silvestres capturados, 2.048 foram recapturas. Em Ilhabela verificou-se que exemplares de Proechimys iheringi e Philander opossum foram recapturados de 2 a 35 vezes e um exemplar de Philander opossum foi recapturado até 79 meses após sua captura. L. (V.) braziliensis foi observado em áreas de LTA infectando cães em Ilhabela e Itupeva, Rodentia (Proechimys iheringi de Ilhabela, Nectomys squamipes e Lutreolina crassicaudata de Itupeva) e Marsupialia (Didelphis aurita de Itupeva). L. (L.) amazonensis foi observado em áreas de LTA em P. iheringi.de Ilhabela. L.(L.) infantum chagasi, de outra parte, foi observado em áreas de LTA em Itupeva (Akodon spp, D. 9 marsupialis). Em algumas áreas foi possível determinar ciclos concomitantes de 2 ou 3 espécies de Leishmania. A recaptura sistemática e o longo tempo de permanência nos mesmos locais de alguns espécimes indicam, de maneira inequívoca, a existência de territórios bem definidos, principalmente para Philander opossum e Proechimys iheringi de onde pode ocorrer a dispersão da leishmaniose. Ny. intermedia e Mg. migonei foram as espécies predominantes em Ilhabela, tanto em áreas florestadas quanto em galinheiros, totalizando 93,81por cento das espécies coletadas. Por outro lado, em Itupeva, Ny. neivai (33.06por cento ), Ny. whitmani (24,06por cento ) e Lu. longipalpis (20,62por cento ) foram as espécies mais abundantes no galinheiro e em áreas com mata. A presença de Lu. longipalpis requer atenção por ser o principal vetor da Leishmania infantum chagasi, no Brasil, em uma região onde foi constatada a presença de ciclo enzoótico. A infecção natural por Leishmania em animais silvestres e domésticos associada à presença de flebotomíneos vetores indica o risco potencial para infecção humana. Infecção de animais silvestres em áreas sem infecção humana ou canina pode indicar a presença ou perpetuação de ciclos do parasita / During the last 9 years (2000-2009) we have studied the ecoepidemiology of Leishmania spp. in natural forested areas in São Paulo State, Brazil by the capture and release of small wild mammal, with dogs and phlebotomines. Each wild mammal were examinated by one or more of the following methods: clinical observations, direct examination of smears or imprints of aspirates and biopsies, rk39 antibody in whole blood, skin test with antigen of L. braziliensis, inoculation in vivo and in vitro and DNA extraction for molecular tests. After the tissue samples were taken the animals were marked on their ears and released at their capture site. At each recapture all the tests were repeated. Phlebotomines were also collected in the same places and in chicken hen by Shannon trap, Disney trap, Falcão modified light trap, Castro aspirator, paper greased with liquid vaselin. Of a total of 2,714 small mammals 2,048 were recaptures. Parasitaemias were not constant and in some animals infections parasites were not found when they were re-examined. Pr. Iheringi and Ph.opossum were captured from 2 to 35 different times in Ilhabela and one specimen of Philander opossum was recaptured 79 months after the first capture. In Itupeva one specimem of Didelphis albiventris was recaptured 15 times and another specimem of D. albiventris was recaptured 35 months after the capture. L. (V.) braziliensis was identified in 2 P. iheringi from Ilhabela; 1 N. squamipes, 1 Lutreolina crassicaudata and 1 D. marsupialis from Itupeva; L. (Leishmania) amazonensis in 4 P. iheringi from Ilhabela and, L.(L.)i. chagasi in 1 Akodon sp. and 2 D. marsupialis from Itupeva; Leishmania sp was identified in 2 D. albiventris, 4 Akodon sp from Itupeva and in 4 Proechimys iheringi from 11 Ilhabela. The recapture results indicate that the circulation and dissemination of Leishmania is intimately linked to animal territories. Proechimys iheringi, Philander opossum, Didelphis aurita, Didelphis albiventris e Akodon sp were the most abundant species in those areas, all of them related to enzootic cycle of Leishmania spp. In some areas it were possible to determine concomitant cycles of two or even three species. Infection of different wild animals in areas without human or canine infection says on behalf of presence and perpetuation of circulation cycles of parasite. Ny. intermedia e Mg. migonei were the predominant phlebotomines in Ilhabela, as much in forest environment as in the chicken hen with 93.81per cent of the total collected.In Itupeva, Ny neivai (33.06per cent ), Ny. whitmani (24,06per cent ) and Lu longipalpis (20,62per cent ) were the most abundant species. The presence of Lu. Longipalpis requires concern due its role as Leishmania infantum chagasi. In this region was described a enzootic cycle of this parasite

Les leishmanioses sont des parasitoses en constante évolution, et l'accroissement d'apparitions de résistances vis-à-vis des traitements disponibles en fait une des préoccupations majeures des organismes de santé publique dans le monde. La miltefosine est actuellement le seul antileishmanien actif par voie orale. Son mécanisme d'action implique les lipides et notamment les phospholipides membranaires du parasite.Afin d'évaluer les effets de la miltefosine sur le parasite ainsi que les mécanismes de résistances, une étude lipidomique d'un clone de Leishmania donovani cultivé sous différentes conditions (traité, résistant, résistant-traité) a été réalisée dans le présent travail. Des analyses couplant une séparation des phospholipides en Chromatographie Liquide Haute-Performance à polarité de Phase Normale (NP-HPLC) avec un Spectromètre de Masse (MS) équippé d'une source d'Ionisation ElectroSpray (ESI) ont été traitées par chimiométrie, à l'aide d'une Correction Orthogonale du Signal suivie d'une Analyse Discriminante par Moindre Carrés Partiels (OSC-PLS-DA). Les principales espèces moléculaires permettant de distinguer les différentes cultures ont ensuite fait l'objet d'une identification structurale par spectrométrie de masse en tandem. Des hypothèses métaboliques ont pu être posées.Puis l'étude a été étendue à une plus grande variété de lipides, séparés par NP-HPLC. Pour cela une comparaison des sources d'ionisation à pression atmosphérique (ESI, Ionisation Chimique à Pression Atmosphérique et PhotoIonisation à Pression Atmosphérique) a été nécessaire afin de sélectionner la mieux adaptée pour un tel couplage. Les mécanismes d'action de la miltefosine et de l'amphotéricine B ont alors fait l'objet d'une étude lipidomique.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-08T13:35:45Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1367389 bytes, checksum: 70492033540e8808b1cc0349fd4d1a1a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-08T13:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1367389 bytes, checksum: 70492033540e8808b1cc0349fd4d1a1a (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Leishmaniasis is a group of diseases caused by protozoa of the genus Leishmania, transmitted by insects phlebotomines. The recommended treatments for leishmaniasis are very toxic and unsatisfactory. Therefore, it is urgent to find new anti-Leishmania drugs that are more effective against the parasite and exhibit low toxicity to the host. Thus, this study sought to synthesize, characterize and evaluate the anti-Leishmania potential novel 2- amino-thiophenes. Thirty-two 2-amino thiophenes indole derivatives were studied by our research group. The synthesis of compounds showed a yield ranging from 31.7% (TN7-6) to 96.4% (TN6-4). In addition, the fusion ranged between of 150 ° C (TN5) and 295ºC (TN6-4). All compounds showed antipromastigota activity obtained with different IC50 values, ranging from the 2.07 - 1067 μg/ml. None of tiofenicos indole derivatives showed cytotoxicity to erythrocytes of human origin, compared to the referenced drugs. Among compounds with anti-Leishmania activity, TN8-7 substance was selected to proceed with the studies due to its high selectivity index (SI> 193.2). It was observed that L. amazonensis strains resistant to trivalent antimony continued with the same levels of sensitivity to TN8-7 presented by crops sensitive to antimony. Additionally, it was observed that the anti-Leishmania TN8-7 activity is associated with DNA fragmentation of promastigotes of the parasite. Therefore, the results of this study suggest that indole 2-amino thiophenes derivatives are promising molecules and possible drug candidates for the therapy of leishmaniasis. / As leishmanioses são um conjunto de doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania, transmitida por insetos flebotomíneos. Os tratamentos recomendados para as leishmanioses são muito tóxicos e pouco satisfatórios, portanto se faz urgente a necessidade de encontrar novas drogas anti-Leishmania que sejam mais eficazes contra o parasito e que apresentem baixa toxicidade para o hospedeiro. Logo, este trabalho buscou sintetizar e caracterizar e avaliar o potencial anti-Leishmania de novos derivados 2-amino-tiofenos. Foram estudados 32 derivados 2-amino tiofenos indólicos por nosso grupo de pesquisa. A síntese dos compostos apresentou um rendimento variando de 31,7% (TN7-6) a 96,4% (TN6-4). Além disso, a faixa de fusão variou entre 150ºC (TN5) e 295ºC (TN6-4). Todos os compostos apresentaram atividade antipromastigota, sendo obtido diferentes valores de IC50, variando de 2,07 a 1067 μg/ml. Nenhum dos derivados tiofênicos indólicos apresentou citotoxicidade para hemácias de origem humana, comparados as drogas de referência. Dentre os compostos com atividade anti-Leishmania, a substância TN8-7 foi selecionada para prosseguir com os estudos, devido ao seu alto índice de seletividade (IS > 193,2). Foi observado que cepas de L. amazonensis resistentes ao antimônio trivalente continuaram com os mesmos níveis de sensibilidade ao TN8-7 apresentado pelas culturas sensíveis ao antimônio. Adicionalmente foi observado que atividade anti-Leishmania do TN8-7 está associada à fragmentação do DNA das formas promastigotas do parasito. Portanto, os resultados do presente estudo sugerem que os derivados 2-amino tiofenos indólicos são moléculas promissoras e possíveis candidatos a fármacos para a terapêutica das leishmanioses.

Leishmaniasis is a infect parasitic disease complex with a zoonotic character and vetorial trasmition caused by different morfologic species similar to flagellated protozoa of the Leishmania genus. They represent a serious problem of public health with cases registered on almost all the continents. Despite the existence of drugs with effective action on the parasitics, nearly two million new cases of distints clinic form happen every year and 350 million people are under risk of contracting the disease. As the interest of the pharmaceutical industry in this problem is small because of the reduced potential of lucrative return, once the reached population has a low income, the leishmaniasis is part of the group of the neglected diseases. In addition, it is believed that the environmental transformations and the man's intense migratory process to peripheries of the cities under inadequate conditions of habitation and improvement caused changes in the transmission way of the disease, causing the expansion of the endemic areas and the existence of new focus in urban areas of municipalities of medium and big load. In Uberlândia studies demonstrated that the construction of hydroelectric power station produced ecological modifications and they interfered in the biological communities, like the prevalence of the vectors in the peridomicile area. The general objective of this work was the research around the transmission of leishmaniasis in Uberlândia - MG and had as specific objectives the study of the sandfly fauna, the environmental conditions related to the presence of the Lutzomyia longipalpis, to describe the profile seroepidemiologic of the canine population and to relate the occurrence of the visceral leishmaniase in Uberlândia with the environmental alterations. In the period of february of 2005 to december of 2007 systematized monthly collections were accomplished, using luminous traps models CDC and, in the peridomicile areas of residences closed to the woods, the trap of the type hut of Shannon was used, in 17 places to Araguaia river s margins near of Miranda's hydroelectric power station and Amador Aguiar Naves I and II. They were collected 1.695 phlebotomine sand flies specimens belonging to 16 species. The species of importance epidemic more prevalent were Lutzomyia whitmani (31%) and L. longipalpis (13,3%), reaching up to 44,3% of the total collected specimens. Inquiries canine were accomplished in animals of both sexes and the same or superior age to three months, residents in places of the study area where specimens of L. longipalpis were captured. During the study period 747 dogs were tested and no one showed acting result for the disease. Of the ecological factors analyzed in the study area, the presence of animal shelters in the peridomicile areas of the analyzed residences showed strong influence in the domiciliation of the L. longipalpis and they point for the domiciliation of L. whitmani. Our studies demonstrated although the occurrence of the first case human of human visceral leishmaniase in Uberlândia didn't proceed to the cases of canine leishmaniase. Now the leishmaniase already constitutes a problem of public health in the municipality and the epidemic study is decisive factor for the effective planning of strategies for the control of the disease. / As leishmanioses são um complexo de doenças infecto-parasitárias, de caráter zoonótico e transmissão vetorial, causadas por diferentes espécies morfologicamente semelhantes de protozoários flagelados do gênero Leishmania. Constituem um importante problema de saúde pública, com registro de casos em quase todos os continentes. Embora existam drogas com ação eficaz sobre os parasitos, aproximadamente dois milhões de novos casos de diferentes formas clínicas ocorrem a cada ano e 350 milhões de pessoas se encontram sob risco de contrair a enfermidade. Como o interesse da indústria farmacêutica nesse tema é pequeno, pelo reduzido potencial de retorno lucrativo, uma vez que a população atingida é de baixa renda, as leishmanioses fazem parte do grupo das doenças negligenciadas. Em adição, acredita-se que as transformações ambientais e o intenso processo migratório do homem para as periferias das cidades sob condições inadequadas de habitação e saneamento provocaram mudanças no padrão de transmissão da doença, acarretando a expansão das áreas endêmicas e o aparecimento de novos focos em áreas urbanas de municípios de médio e grande porte. Em Uberlândia, estudos demonstraram que a construção de usinas hidrelétricas produziram modificações ecológicas e interferiram nas comunidades biológicas, dentre estas, a prevalência dos vetores nos peridomicílios. O objetivo geral deste trabalho foi estudar a transmissão de Leishmanioses em Uberlândia MG e teve como objetivos específicos estudar a fauna flebotomínica, estudar as condições ambientais relacionadas à presença do Lutzomyia longipalpis, descrever o perfil soroepidemiológico da população canina e relacionar a ocorrência da leishmaniose visceral em Uberlândia com as alterações ambientais. No período de fevereiro de 2005 a dezembro de 2007 coletas mensais sistematizadas foram realizadas, utilizando armadilhas luminosas modelo CDC e, no peridomicílio de residências localizadas muito próximas da mata, foi utilizada a armadilha do tipo barraca de Shannon, em 17 localidades às margens do Rio Araguari, próximas às UHE de Miranda e Amador Aguiar Naves I e II. Foram coletados 1.695 espécimes de flebotomíneos pertencentes a 16 espécies. As espécies de importância epidemiológica mais prevalentes foram Lutzomyia whitmani (31%) e L. longipalpis (13,3%), perfazendo juntas 44,3% do total de espécimes coletados. Foram realizados inquéritos caninos censitários em animais de ambos os sexos e idade igual ou superior a três meses, residentes em localidades da área de estudo onde foram capturados exemplares de L. longipalpis. Durante o período de estudo foram testados 747 cães e nenhum animal apresentou resultado reagente para a doença. Dos fatores ecológicos analisados na área de estudo, a presença de abrigos de animais no peridomicílio das residências analisadas mostrou forte influência na domiciliação do L. longipalpis e apontam para a domiciliação de L. whitmani. Nossos estudos demonstraram ainda que a ocorrência do primeiro caso humano de leishmaniose visceral humana em Uberlândia não precedeu ao de casos de leishmaniose canina. Atualmente a leishmaniose já constitui um problema de saúde pública no município e, o estudo epidemiológico é fator decisivo para o planejamento efetivo de estratégias para o controle da doença. / Doutor em Geografia

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-03-10T13:11:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Rafael de Freitas e Silva.pdf: 13510018 bytes, checksum: 080b7ee10e7a8be555cb7a7ca29c10fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T13:11:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Rafael de Freitas e Silva.pdf: 13510018 bytes, checksum: 080b7ee10e7a8be555cb7a7ca29c10fb (MD5) Previous issue date: 2016-09-06 / As leishmanioses são doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania e estão presentes em 98 países e territórios e possuem incidência anual de 2 milhões de casos. A Leishmania (Viannia) braziliensis (L.V. braziliensis) é uma das principais espécies causadoras da leishmaniose cutânea (LC) no Brasil. Apesar disso, ainda não há uma vacina segura e eficaz para ser utilizada em seres humanos. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi identificar no proteoma predito de L.V. braziliensis, potenciais epítopos de linfócitos T e avaliá-los por meio de ensaios imunológicos. No primeiro capítulo, o proteoma predito de L. braziliensis foi comparado ao de outras espécies e analisado quanto a presença de epítopos. Nessa etapa foram encontrados epítopos derivados de mais de 8 mil proteínas conservadas entre diferentes espécies de Leishmania. Os epítopos foram clusterizados e então utilizados para etapa de docagem molecular com estruturas de MHC I e MHC II depositadas no Protein Data Bank. A docagem molecular resultou em epítopos peptídicos de 15 aminoácidos com alta afinidade de ligação às moléculas de MHC I e MHC II. Os 10 melhores resultados foram então sintetizados e avaliados, in vitro, quanto à capacidade de estimular a proliferação de células mononucleares do sangue periférico (PBMC) de indivíduos com LC após o tratamento (PT). Os resultados indicaram que 50% das moléculas testadas apresentaram capacidade de estimular, significativamente (p<0,05), a proliferação celular quando comparado às células de indivíduos saudáveis que não vivem em região endêmica para LC. No segundo capítulo, os peptídeos foram avaliados quanto à capacidade de estimular a proliferação de PBMC de indivíduos com LC em sua fase ativa (AD) e indivíduos moradores de área endêmica para LC resistentes à infecção (RT). Em paralelo, quantificou-se a expressão do fator de transcrição T-bet em PBMC de indivíduos PT, e citocinas dos perfis Th1, Th2 e Th17 foram mensuradas no sobrenadante de cultura das células de indivíduos PT e AD. Os resultados demonstraram altos níveis de proliferação nas células do grupo RT para todos os peptídeos testados. Além disso, níveis significativos de Tbet foram observados em linfócitos T CD4+ e CD8+ após estímulo com seis peptídeos. Níveis significativos de IFN-γ, TNF e IL-6 foram observados no sobrenadante das células do grupo PT com quatro dos peptídeos testados. Altos níveis dessas citocinas também foram encontrados no sobrenadante do grupo AD. No terceiro capítulo, avaliou-se o efeito dos peptídeos sobre células dendríticas de medula (BMDC) murinas, produção de citocinas de sobrenadante, e células dendríticas esplênicas murinas após estímulo com os peptídeos. Verificou-se altos níveis de MHC II e CD40 em uma subpopulação de BMDC estimuladas com as moléculas e altos níves de TNF e IL-6 após 48h de estímulo. Para as células esplênicas, foram observados altos níveis de subpopulações celulares expressando CD11b+, IL-12p70+, CD205+ e CD11b+ após estímulo com o peptídeo que teve o melhor resultado in silico. Por fim, os resultados indicam o grande potencial imunogênico que os epítopos identificados apresentam, o que dá suporte ao desenvolvimento futuro de abordagens vacinais. / The leishmaniasis are diseases caused by protozoans from the genus Leishmania which are present in 98 countries and territories, with an annual incidence of 2 million cases. Among the other species, Leishmania (Viannia) braziliensis is the main specie implicated with cutaneous leishmaniasis (CL) in Brazil. Besides that, there is no safe and effective vaccine against leishmaniasis to be applied in humans. In this context, the aim of this work was to identify in the predicted proteome of L. braziliensis potential CD4+ and CD8+ T cell epitopes and evaluate them by immunological assays. In the first chapter, the predicted proteome of L. braziliensis was compared with other species and analyzed for the presence of epitopes. In this step, epitopes from more than 8,000 conserved proteins were found among other species of Leishmania. The epitopes were clustered and then used for the molecular docking with MHC I and MHC II structures deposited in the Protein Data Bank. This approach resulted in 15 aminoacids peptide epitopes with high binding affinity for MHC I and MHC II. The 10 best results were synthesized and evaluated in vitro for their capacity to stimulate the proliferation of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of individuals with CL post treatment (PT). The results have shown that 50% of the tested molecules had the capacity to stimulate, significantly (p<0.05), cell proliferation when compared with cells of healthy individuals living in non-endemic regions. For the second chapter, the peptides were evaluated for their capacity to stimulate the proliferation of PBMC from CL individuals with active disease (AD) and of individuals resistant to infection (RT) living in endemic region. In parallel, the T-bet transcription factor expression was quantified in PBMC of PT individuals, and cytokines from the Th1, Th2 and Th17 profiles were measured in culture supernatant of PT and AD groups. High levels of cell proliferation in the RT group were demonstrated for all peptides tested. Moreover, significant levels of T-bet in CD4+ and CD8+ T cells were verified after stimulation with six peptides. For IFN-γ, TNF and IL-6, significant levels were detected in the supernatant of cultures from the PT group with four peptides tested. High levels of these same cytokines were also present in the supernatant of AD group. In the third chapter, the peptide effects over murine bone marrow dendritic cells (BMDC), the production of cytokines in the supernatant and murine spleen dendritic cell subsets were evaluated after peptide stimuli. High levels of MHC II and CD40 were verified for stimulated BMDC and high levels of TNF and IL-6 after 48h of stimuli. For spleen cells, high levels of cells expressing CD11b+, IL-12p70+, CD205+ e CD11b+ were observed after stimulation with the peptide which showed the best in silico result. In conclusion, the results indicate the great immunogenic potential of the identified peptides and support the further development of vaccine approaches using those molecules.

<p align=\"justify\">A necessidade urgente de descoberta de terapias mais seguras e eficazes para o tratamento da doença de Chagas e leishmanioses tem motivado a pesquisa por novos inibidores das enzimas cruzaína e CPB, as principais cisteíno proteases do T. cruzie e Leishmania spp., respectivamente. Uma série de 52 compostos nitrílicos que atuam como inibidores covalente-reversíveis de cisteíno proteases foi sintetizada no grupo NEQUIMED/IQSC/USP e avaliada quanto a sua atividade inibitória contra as enzimas cruzaína, CPB de Leishmania mexicana e catepsina L de humanos. Utilizando planejamento molecular baseado em hipótese, mapeamos as relações estrutura-atividade (SARs) desses inibidores através de variações nas posições P1, P2, P3 e P1\' do esqueleto dipeptidil nitrílico. A substituição do grupo eletrofílico (warhead) aminonitrila em P1 pelo grupo azanitrila melhorou a afinidade em duas ordens de magnitude para todos os alvos avaliados. Um dos mais potentes inibidores, o análogo azanitrila Neq0690 mostrou uma cinética de ligação lenta com valores de pKi de 8,8, 9,3 e 9,7 para cruzaína, catepsina L e LmCPB, respectivamente. A substituição bioisostérica da ligação amida entre as posições P2-P3 pelo grupo trifluoroetilamina resultou na síntese do Neq0659, um potente inibidor com um perfil de ação seletivo para as proteases de parasitos. A substituição do grupo metileno em P1 pelo ciclopropano aumentou a afinidade para todas as enzimas. Contudo, uma inibição seletiva da cruzaína e LmCPB foi associada à presença do grupo (R)-benzila como substituinte da posição P1 dos derivados CF3 substituídos. Embora os compostos substituídos com leucina, tirosina, triptofano e 3-cloro fenilalanina como substituintes da posição P2 foram relativamente bem tolerados pela cruzaína e catepsina L, uma restrita especificidade foi verificada para LmCPB com pequenos ganhos de afinidade para os inibidores que possuíam os grupos leucina e metil benzoato como substituintes dessa posição. Com relação à posição P3, a inserção do grupo 3-terc-butilpirazol e 3-bromo piridina aumentou a afinidade para todos os alvos avaliados enquanto que um ganho seletivo para a LmCPB foi observado para os compostos que possuíam o grupo bifenila nessa posição. Além disso, duas novas estruturas cristalográficas da LmCPB complexada com o Neq0690 e metil metanotiossulfonato (MMTS) foram determinadas com resoluções de 1,3 Å e 1,5 Å, respectivamente. As estruturas dos co-complexos revelaram os modos de interação (MoB) desses ligantes, bem como as principais características do processo de reconhecimento bimolecular. Isso permitirá o uso de estratégias de planejamento baseado na estrutura do alvo com translação natural para a pesquisa por novos inibidores de cisteíno proteases, com amplo espectro de ação na quimioterapia de doenças a elas relacionadas. / <p align=\"justify\">The urgent need for the discovery of safer and more effective therapies for the treatment of Chagas disease and leishmaniasis has motivated the search for new inhibitors of the enzymes cruzain and CPB, the major T. cruzi and Leishmania spp. cysteine proteases, respectively. A series of 52 nitrile-containing compounds acting as covalent-reversible inhibitors of cysteine proteases was synthesized at the NEQUIMED/IQSC/USP Medicinal Chemistry Group and evaluated for their inhibitory activity against the enzymes cruzain, Leishmania mexicana CPB and cathepsin L from humans. Using hypothesis-driven molecular design, we mapped the structure-activity relationships (SARs) of these inhibitors through variations in the P1, P2, P3 and P1\' positions of the dipeptidyl nitrile scaffold. The substitution of the aminonitrile by the azanitrile group improved the affinity by two orders of magnitude for all the evaluated targets. One of the most potent inhibitors, the azanitrile analogue dubbed Neq0690 showed a slow-binding kinetics with pKi values of 8.8, 9.3 and 9.7 for cruzain, cathepsin L and LmCPB, respectively. Bioisosteric substitution of the amide moiety between the P2-P3 positions by the trifluoroethylamine group resulted in the synthesis of Neq0659, a potent inhibitor with a selective action profile for parasite proteases. Substitution of the methylene group at P1 by cyclopropane increased the affinity for all enzymes. However, selective inhibition of cruzain and LmCPB was associated with the presence of the (R)-benzyl group as substituent of the P1 position of the substituted CF3 derivatives. Although leucine, tyrosine, tryptophan and 3-chloro phenylalanine substituted compounds as substituents of the P2 position were relatively well tolerated by cruzain and cathepsin L, a restricted specificity was verified for LmCPB with small affinity gains for the inhibitors possessing the leucine and methyl benzoate as substituents of that position. Regarding the P3 position, the insertion of the 3-tert-butylpyrazole and 3-bromo pyridine groups increased the affinity for all evaluated targets whereas a selective gain for LmCPB was observed for the compounds having the biphenyl moiety at that position. In addition, it is noteworthy that two new crystallographic structures of LmCPB complexed with Neq0690 and methyl methanethiosulfonate (MMTS) were determined with resolutions of 1.3 Å and 1.5 Å, respectively. The structures of the co-complexes revealed the modes of binding (MoB) of these ligands, as well as the main characteristics of the bimolecular recognition process. This will allow the natural translational target structure strategies for the search for new inhibitors of cysteine proteases with broad spectrum of action in the chemotherapy of related diseases.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-02T14:22:40Z No. of bitstreams: 1 patriciadealmeidamachado.pdf: 2264339 bytes, checksum: daac1876462208aa982df4724ffcd524 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-09-06T14:17:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 patriciadealmeidamachado.pdf: 2264339 bytes, checksum: daac1876462208aa982df4724ffcd524 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T14:17:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 patriciadealmeidamachado.pdf: 2264339 bytes, checksum: daac1876462208aa982df4724ffcd524 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade leishmanicida de análogos de alcalóides marinhos e bioisósteros do resveratrol em L. amazonensis. Foram testados 12 análogos de alcalóides marinhos 3-alquil piridinas e 7 biosósteros do resveratrol, sendo 4 complexados a ouro, em formas promastigotas de L. amazonensis e em macrófagos peritoneais. Em ambos os casos, a viabilidade celular foi avaliada pelo método colorimétrico do MTT. Os compostos que apresentaram significante atividade antipromastigota e foram seletivos para o parasito, em comparação com a célula hospedeira, foram testados em amastigotas intracelulares de L. amazonensis, cujo efeito dos compostos foi avaliado pela contagem das formas intracelulares. Além disso, foi coletado o sobrenadante para a dosagem de óxido nítrico (NO), através do método de Griess. A maioria dos compostos testados apresentou efeito antipromastigota, destacando os compostos 4 e 5 do grupo dos análogos de alcalóides marinhos, com CI50 de 1,07 e 1,09 µM, respectivamente. Em relação à série dos bioisósteros do resveratrol, destacam-se aqueles complexados a ouro, sendo o composto 17 o mais ativo (CI50 de 5,18 µM). Todos os compostos que foram testados em amastigotas apresentaram atividade, destacando-se, o composto 10 (CI50 = 0,27 µM), dentre os análogos de alcalóides marinhos, e o composto 19, da série dos bioisósteros do resveratrol complexados a ouro (CI50 = 5,77 µM). A maioria dos análogos de alcalóides marinhos mostrou significante toxicidade em macrófagos peritoneais, enquanto somente dois bioisósteros do resveratrol complexados a ouro foram tóxicos para a célula hospedeira. No entanto, todos os compostos testados em amastigotas apresentaram significante seletividade pelo parasito em seu estágio intracelular. Com relação à especificidade das moléculas, os análogos marinhos foram específicos para amastigotas, sugerindo que o alvo desses compostos é exclusivo desse estágio, já a maioria dos bioisósteros do resveratrol complexados a ouro mostraram efeito semelhante em formas promastigotas e amastigotas de L. amazonensis, sugerindo alvos comuns desses compostos nos dois estágios do parasito. Nenhum dos compostos testados induziu significante produção de NO por macrófagos infectados com L. amazonensis, sugerindo que essa molécula não está diretamente relacionada ao efeito antiparasitário. Em resumo, o trabalho mostrou que os compostos testados possuem significativo potencial leishmanicida e abrem perspectivas para estudos em modelos in vivo, bem como estudo do mecanismo de ação. / The aim of this study was to evaluate the leishmanicidal activity of marine alkaloid analogues and bioisosteres of resveratrol in L. amazonensis. We tested 12 3alkylpyridine marine alkaloid analogues of and 7 bioisosteres of resveratrol, 4 complexed to gold, in promastigotes of L. amazonensis and in peritoneal macrophages. In both cases, the viability of the cells was checked using the MTT colorimetric method. Compounds with significant antipromastigote activity and selectivity by the parasite, when compared to the host cell, were tested on intracellular amastigotes of L. amazonensis, which effect of the compounds was determined by counting the number of intracellular parasites. Supernatant was also collected for measure of the nitric oxide (NO), by the Griess method. Most compounds showed antipromastigote effect, especially compounds 4 and 5 of the marine alkaloid analogues, with IC50 of 1.07 and 1.09 µM, respectively. Regarding the bioisosteres of resveratrol, the gold complex 17 was the most active (IC50 of 5.18 µM). All compounds tested in amastigotes exhibited activity, including the compound 10 (IC50 = 0.27 µM), among marine alkaloid analogues, and the compound 19, among gold complexes with bioisosteres of resveratrol (IC50 = 5.77 µM). Most marine alkaloid analogues showed significant toxicity in peritoneal macrophages, while only two bioisosteres of resveratrol complexed to gold were toxic to host cell. However, all compounds tested in amastigotes showed significant selectivity for intracellular parasite. Regarding the specificity of the molecules, marine analogues were specific to amastigote forms, suggesting that the target of these compounds is unique to this stage, while most of bioisosteres of resveratrol complexed to gold showed similar effect on promastigotes and amastigotes of L. amazonensis, suggesting common targets of these compounds in both stages of the parasite. None of compounds induced significant NO production by L. amazonensis-infected macrophages, suggesting that this molecule is not directly related with the antiparasitic effect. In summary, the study showed that the compounds have significant potential leishmanicidal and encourages in vivo studies, as well as the action mechanism.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-11T18:26:05Z No. of bitstreams: 1 patriciadealmeidamachado.pdf: 4548121 bytes, checksum: f773fa1c31a3db1b43310dcfaf89e879 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T15:22:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 patriciadealmeidamachado.pdf: 4548121 bytes, checksum: f773fa1c31a3db1b43310dcfaf89e879 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T15:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 patriciadealmeidamachado.pdf: 4548121 bytes, checksum: f773fa1c31a3db1b43310dcfaf89e879 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As leishmanioses são doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania, causando grande impacto na saúde pública mundial. O tratamento é limitado por uma série de fatores e a necessidade de alternativas para a quimioterapia é urgente. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade leishmanicida de bioisósteros do resveratrol e seus complexos metálicos e estudar o mecanismo de morte do parasito associado ao tratamento. Foram testados doze biosósteros do resveratrol, sendo cinco não complexados a metais, quatro complexados a ouro e três complexados a vanádio, em formas promastigotas e amastigotas de L. amazonensis, L. braziliensis e L. major e em macrófagos peritoneais. Para o teste em promastigotas e em macrófagos peritoneais, a viabilidade celular foi avaliada pelo método colorimétrico do MTT, enquanto no teste em amastigotas, o efeito dos compostos foi avaliado pela contagem das formas intracelulares. Foi ainda avaliada a seletividade e a especificidade dos compostos, através do cálculo do índice de seletividade e do índice de especificidade de cada composto. Os compostos complexados a metais, comparados aos não complexados, apresentaram significante efeito em promastigotas e amastigotas de Leishmania sp., e ainda foram seletivos ao parasito, em comparação com a célula hospedeira. Posteriormente, baseado na síntese, efetividade e seletividade, o composto 11 (VOSalophen), um complexo de vanádio, foi selecionado para estudos sobre mecanismos de morte e atividade em modelo de leishmaniose cutânea murina. Promastigotas de L. amazonensis tratadas com VOSalophen apresentam alterações mitocondriais, observados por meio das marcações com JC-1, Mitotracker® Red CM-H2XROS e rodamina 123 e da microscopia eletrônica de transmissão (MET); aumentam a produção de EROs (utilizando H2DCFDA), acumulam corpos lipídicos (marcação com Nile Red), apresentam alterações morfológicas, mas não alteram a integridade da membrana plasmática, visto não haver marcação com iodeto de propídeo. Além disto, os parasitos apresentam redução no tamanho celular e volume celular; externalização de fosfatidilserina na face externa da membrana plasmática do parasito (usando marcação com anexina V-FITC) e utilizando a técnica do TUNEL foi observada a fragmentação do DNA. Em amastigotas intracelulares de L. amazonensis, também foi verificada fragmentação do DNA (técnica TUNEL). O conjunto destes resultados sugere morte por apoptose-like. Além disso, foi verificado um aumento de formação de vacúolos autofágicos em promastigotas de L. amazonensis tratados com o VOSalophen (marcação com MDC e MET), sugerindo a ocorrência de autofagia. Em macrófagos infectados com L. amazonensis, VOSalophen induz um aumento de produção de ON e EROs, indicando modulação celular do composto em células infectadas. Em modelo de leishmaniose cutânea murina, o tratamento com o VOSalophen causou significativa redução da carga parasitária nas patas de camundongos BALB/c infectados com L. amazonensis, quando comparado ao controle e além disso, não mostrou toxicidade renal e hepática aos animais tratados, o que foi avaliado através das dosagens de AST, ALT, GGT e creatinina. Esses resultados, em conjunto, mostram o significante efeito in vitro e in vivo de bioisósteros do resveratrol complexados a metais. / Leishmaniasis is diseases caused by protozoa of the genus Leishmania, causing significant impact on global public health. The treatment is limited by a number of factors, and the need for alternatives to chemotherapy is urgent. Thus, this study aimed to evaluate the leishmanicidal activity of bioisosters of resveratrol and its metal complexes and to study the mechanism of parasite death associated with the treatment. Twelve biosósteros of resveratrol were tested, five not complexed to metals, four complexed to gold and three complexed to vanadium, in promastigotes and amastigotes of L. amazonensis, L. braziliensis and L. major and in peritoneal macrophages. In promastigotes and peritoneal macrophages, the cell viability was assessed by the MTT colorimetric method, while in amastigotes, the effect of the compounds was evaluated by counting the intracellular forms. It was also assessed the selectivity and specificity of the compounds, by calculating the selectivity index and the specificity index of each compound. The compounds complexed to metals, compared to non-complexed, showed a significant effect on promastigotes and amastigotes of Leishmania sp., and were further selective to the parasite compared to the host cell. Subsequently, based on the synthesis, effectiveness and selectivity, the compound 11 (VOSalophen), a vanadium complex, was selected for studies on the mechanisms of death and activity in the murine model of cutaneous leishmaniasis. L. amazonensis promastigotes treated with VOSalophen exhibit mitochondrial alterations, which was observed by JC-1, Mitotracker® Red CMH2XROS e rhodamina 123 staining and transmission electronic microscopy (TEM); increased ROS production (using H2DCFDA); accumulate lipid bodies (Nile Red staining), exhibit morphological changes, but did not alter the integrity of the plasma membrane since no staining with propidium iodide. In addition, the parasites had a reduction in cell volume and size; phosphatidylserine externalization on the outer face of parasite's plasma membrane (annexin V-FITC staining) and using the TUNEL technique, DNA fragmentation was observed. In L. amazonensis intracellular amastigotes, DNA fragmentation was also observed (TUNEL technique). This set of results suggests death by apoptosis-like. Furthermore, there was an increase of autophagic vacuole formation in L. amazonensis promastigotes treated with VOSalophen (MDC staining and TEM), suggesting the occurrence of autophagy. In macrophages infected with L. amazonensis, VOSalophen induces an increase of nitric oxide and reactive oxygen species production, indicating a modulatory effect in infected cells. In the murine model of cutaneous leishmaniasis, the treatment with VOSalophen caused a significant reduction in the parasite load in the paws of BALB/c mice infected with L. amazonensis, when compared to control and furthermore not showed renal and hepatic toxicity to the treated animals, which was evaluated by the AST, ALT, GGT and creatinine dosages. These results, taken together, show the significant effect of bioisosters of resveratrol complexed to metals.