Doctor en Química / La tripanosomiasis americana o enfermedad de Chagas, provocada por Trypanosoma cruzi, presenta un problema de salud pública en Latino América, abarcando cerca de 21 países. El proceso de globalización ha llevado a que la enfermedad se propague a otras áreas no endémicas, convirtiéndola en un problema de salud global.
Para el tratamiento de la enfermedad de Chagas se han utilizado drogas como nifurtimox y benznidazol, estas a pesar de tener cierta eficacia en la etapa aguda son ineficaces en la erradicación del parásito. Es por ello, que se han investigado nuevas alternativas farmacológicas, entre ellas drogas antifúngicas, principalmente derivados azólicos, los cuales han demostrado un potente efecto antiparasitario in vitro e in vivo.
En este trabajo se propone una nueva serie de moléculas triazólicas, conocidas como [1,2,3] triazolo piridinas cetónicas. Las características más importantes de este grupo son la estructura triazólica y la presencia de grupos carbonilos los cuales se proponen como responsables del mecanismo antiparasitario, a través de la generación de especies reactivas de oxígeno y/o la inhibición de la biosíntesis de ergosterol.
Para evaluar las propiedades fisicoquímicas de esta familia, se determinó el mecanismo de reducción y se caracterizó las especies generadas en esta reducción mediante voltametría cíclica y por espectrometría de resonancia de espín electrónico, en donde se encontró la formación de una especie radicalaria, capaz de deslocalizarse a través de los grupos cetopiridinas y estabilizarse por resonancia.
Para relacionar la formación de esta especie radicalaria y la actividad biológica, se estudió y comparó la viabilidad celular en T. cruzi y en células de mamífero, siendo el compuesto 4 como el mejor candidato anti-T. cruzi. Por otro lado, los derivados 7 y 9 fueron los únicos de la serie que mostraron efectos citotóxicos en células de mamífero.
También se evaluó la formación de especies radicalarias en el parásito y en células de mamífero y se encontró la generación de radical hidroxilo se generaban en ambos sistemas celulares. Sin embargo, la baja concentración de esta especie es incapaz de producir un efecto tóxico en el parásito, por lo cual hemos descartado el estrés oxidativo como principal mecanismo antichagásico.
Como segundo posible mecanismo estudiamos la inhibición de la biosíntesis de esterol, dado que la presencia de un grupo triazólico sería capaz de inhibir la enzima CYP51. Realizamos ensayos por espectroscopia de masas para evaluar los niveles de los esteroles que participan en la biosíntesis de ergosterol. Nuevamente, encontramos que el compuesto 4 es capaz de afectar la biosíntesis de ergosterol en la etapa catabolizada por la enzima CYP51, observándose un aumento en el sustrato de la enzima (lanosterol) y una disminución de su producto (ergosterol), este efecto se observa después de 72 horas de exposición al compuesto.
Finalmente, a partir de los resultados obtenidos, se diseñó de manera racional una nueva serie de derivados de triazolo piridinas, cuyas características incluyen la presencia del núcleo [1,2,3] triazolo [1,5-α] piridina y distintas variaciones en las posiciones 3 y 7 de esta estructura, con estas modificaciones en estudios posteriores se pretende mejorar el efecto antichagásico de la serie triazolo piridinas / American trypanosomiasis or Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, presents a public health issue In Latin America, covering about 21 countries. The globalization process has led to the disease spreading to other non-endemic areas, becoming this disease in a global threat.
For the treatment of Chagas disease have been used drugs such as nifurtimox and benznidazole. Although these drugs have some efficacy in the acute stage, are ineffective in eradicating the parasite. For this reason, have been investigated new pharmacological alternatives, including antifungal drugs, mainly azole derivatives, which have demonstrated a potent anti-parasitic effect in vitro and in vivo.
This work presents a new series of triazolic molecules, known as [1,2,3] triazolo pyridines ketones. The most important features of this group are the triazolic structure and the presence of ketone groups which are proposed as responsible for the antichagasic mechanism, via the generation of reactive oxygen species and/or inhibiting ergosterol biosynthesis.
To evaluate the physicochemical properties of this family, the reduction mechanism, and the reduction species generated, were determined by cyclic voltammetry spectrometry and electron spin resonance. We found the formation of a radical species which was able to delocalize among the keto-pyridines groups and stabilize by resonance.
To relate the formation of this radical species with the biological activity, cell viability was studied and compared in T. cruzi and mammalian cells. The compound 4 was identified as the best anti-T. cruzi candidate. On the other hand, derivatives 7 and 9 were the only that showed cytotoxic effects on mammalian cells.
Radical species generation in the parasite and in mammalian cells was then evaluated. The generation of toxic species such as the hydroxyl radical was detected in both cell systems. However, the low concentration of this species was unable to produce a toxic effect on the parasite, so we have ruled out the formation of oxidative stress as the main antichagasic mechanism.
In addition, we studied the inhibition of the sterol biosynthesis, since the presence of a triazole group that would be capable of inhibiting the enzyme CYP51. We assessed the levels of the sterols involved in ergosterol biosynthesis by mass spectroscopy. The compound 4 was capable of affect the biosynthesis of ergosterol by inhibition of the enzyme CYP51, increasing the enzyme substrate (lanosterol) and decreasing its product (ergosterol). This effect was observed at 72 hours after exposure of the coumpounds.
Finally from the results, was rationally designed a new series of triazolo pyridines derivatives, whose features include the presence of the [1,2,3] triazolo [1,5-α] pyridine nucleus and several variations in the positions 3 and 7 of this structure, these modifications are intended to improve the effect of antichagasic series triazolo pyridines / Conicyt
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/137991 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Lapier, Michel |
| Contributors | Olea Azar, Claudio, López Muñoz, Rodrigo Andrés, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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