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Previous issue date: 2017-07-05 / FAPEMA, CAPES / Leishmaniasis is a neglected disease caused by more than 20 species of parasites of the
Leishmania genus. Pentavalent antimonials are the drugs commonly used for the treatment of
leishmaniasi and among then Glucantime® is the first choice drug recommended by the World
Health Organization. Its toxic effects are well known, including as genetic damage inducing.
However, the mechanism of its genotoxic effect has not been elucidated yet. Given this, we
investigated the mechanism by which Glucantime® causes damage to DNA in BALB/c mice
infected with Leishmania (Leishmania) infantum, treated with 20mg/kg/day during 20 days.
Damage to DNA have been assessed by the comet assay using peripheral blood leukocytes
and for assessment of oxidative damage, the comet assay was followed by treatment with the
enzymes formamidopyrimidine-DNA-glycosylase (Fpg) and endonuclease III (ENDO III),
which recognize and remove oxidized purines and pyrimidines of DNA. The mutagenic
potential of the drug was investigated by the micronucleus test in bone marrow cells. The
consequences of the oxidative process were measured by the activity of the enzymes
superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx). In addition,
we evaluated the expression of genes related to antioxidante defense (GSS, GSTP1, GPx1,
SOD1, SOD2 and CAT) and to the DNA repair system (OGG1 and MTH1). Our data
demonstrated that Glucantime® causes damage to DNA in mammalian cells by oxidating the
nitrogenous bases. The increased frequency of micronucleated cells in animals treated with
antileishmanial revealed that the genomic instability was fixed in mutations. In addition,
Glucantime® induced overexpression of genes related to the antioxidant defense, as well as
the genes OGG1 and MTH1, that work in the DNA repair mechanism of damage caused by
oxidation of nitrogen bases. Our data also revealed that infection by L. infantum and the
treatment with antimonial significantly increased the enzymatic activity in the SOD-CAT
axis, while the SOD-GPx axis was inhibited, probably by the depletion of glutathione. Thus,
our data suggests that the antimonial pledges to GPx leading to saturation of the antioxidant
system and causes damage to DNA through oxidative stress. These findings were supported
by the reduction of genetic damage thought a treatment combined with ascorbic acid, a potent
antioxidant. At last, we demonstrated that the stressfull effect of Glucantime® triggers a
molecular response in mammalian cells, positively modulating the expression. Of genes
related to DNA repair and antioxidant defense. / Leishmaniose é uma doença negligenciada causada por mais de 20 espécies de parasitas do
gênero Leishmania. Antimoniais pentavalentes são os fármacos normalmente utilizados para o
tratamento das leishmanioses e, dentre estes, o Glucantime® é a droga de primeira escolha
recomendada pela Organização Mundial de Saúde. São bastante conhecidos seus efeitos
tóxicos, inclusive como indutor de danos genéticos. Entretanto, o mecanismo pelo qual o
fármaco exerce seu efeito genotóxico ainda não está elucidado. Nesse sentido, investigamos o
mecanismo pelo qual o Glucantime® causa danos ao DNA em camundongos BALB/c
infectados com Leishmania (Leishmania) infantum, com regime de tratamento de
20mg/kg/dia durante 20 dias. Danos ao DNA foram avaliados pelo ensaio do cometa usando
leucócitos de sangue periférico e, para avaliação de danos oxidativos, o ensaio do cometa foi
seguido pelo tratamento com as enzimas formamidopirimidina-DNA-glicosilase (Fpg) e
endonuclease III (ENDO III), que reconhecem e retiram bases púricas e pirimídicas oxidadas
do DNA. O potencial mutagênico da droga foi investigado pelo teste do micronúcleo em
células de medula óssea. As consequências do processo oxidativo foram medidas pela
atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase
(GPx). Além disso, avaliamos a expressão de genes relacionados à defesa antioxidante (GSS,
GSTP1, GPx1, SOD1, SOD2 e CAT) e ao sistema de reparo do DNA (OGG1 e MTH1).
Nossos dados demonstraram que o Glucantime® causa danos ao DNA em células de
mamíferos pela oxidação das suas bases nitrogenadas. O aumento da frequência de células
micronucleadas nos animais sob tratamento com o antileishmanial revelou que a instabilidade
genômica foi fixada em mutações. Além disso, o Glucantime® induziu a superexpressão de
genes relacionados a defesa antioxidante, bem como dos genes OGG1 e MTH1, que atuam no
mecanismo de reparo de danos ao DNA ocasionados por oxidação de bases nitrogenadas. Os
nossos dados revelaram também que a infecção por L. infantum e o tratamento com o
antimonial aumentou significativamente a atividade enzimática no eixo SOD-CAT, enquanto
que o eixo SOD-GPx foi inibido, provavelmente, pela depleção de glutationa. Assim, nossos
dados sugerem que o antimonial Glucantime® compromete a atividade da GPx levando a
saturação do sistema antioxidante e causa danos ao DNA por estresse oxidativo. Esses
achados foram corroborados pela redução dos danos genéticos pelo co-tratamento com o
ácido ascórbico, um potente antioxidante. Finalmente, demonstramos que o efeito estressante
do Glucantime® dispara uma resposta molecular nas células de mamíferos, modulando
positivamente a expressão de genes relacionados ao reparo do DNA e à defesa antioxidante.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/1767 |
| Date | 05 July 2017 |
| Creators | MOREIRA, Vanessa Ribeiro |
| Contributors | PEREIRA, Silma Regina Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE/CCBS, UFMA, Brasil, DEPARTAMENTO DE SAÚDE PÚBLICA/CCBS |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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