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Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi,
representa um sério problema de Saúde Pública na América Latina, cujo
tratamento clínico é insatisfatório. Nesse contexto, muitos esforços têm sido
dirigidos para o desenvolvimento de novas drogas visando o tratamento desta
doença negligenciada. Na medicina popular, produtos naturais ricos em
naftoquinonas têm sido utilizados no combate de diferentes doenças
parasitárias. Nosso grupo vem investigando a atividade de naftoquinonas e
derivados sobre formas tripomastigotas de T. cruzi. No presente estudo, dentre
32 hidroxinaftoquinonas que tiveram sua atividade tripanocida avaliada, o
composto 1C foi o mais ativo (IC50/24h=77,3 ±6,8 μM). Estudos prévios do
nosso grupo com outra classe de derivados de naftoquinonas apontaram para
a naftoquinona triazólica (NT) como um composto promissor, sendo esta mais
ativa que a droga padrão benznidazol. Nesta dissertação, o mecanismo de
ação de NT foi estudado, sendo observados danos ultraestruturais em
epimastigotas como a ruptura dos reservosomos, blebbing da membrana
flagelar, desorganização do Golgi, aparecimento de estruturas membranares
concêntricas no citosol e parasitos anormais com múltiplos flagelos.
Diferentemente do tratamento com outras naftoquinonas, NT não induziu
alterações na mitocôndria, dado este confirmado pela análise do potencial de
membrana mitocondrial (Δm) por citometria de fluxo. Pela mesma técnica,
ainda foram demonstrados o efeito de NT no bloqueio da mitose e no aumento
da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). O principal fenótipo
induzido pelo tratamento com essa naftoquinona foi o aparecimento de perfis
de retículo endoplasmático envolvendo organelas, que juntamente com o
aumento da marcação com monodansilcadaverina (MDC) observado, sugere a
autofagia como parte do mecanismo de ação tripanocida da NT. O T. cruzi
apresenta-se em três diferentes formas evolutivas e durante seu ciclo de vida é
exposto a condições físico-químicas adversas como variações no pH e
escassez de nutrientes. A avaliação do efeito de tais condições se constituiu
em um dos objetivos deste estudo. Análises por citometria de fluxo
demonstraram que epimastigotas submetidos a estresse de pH e escassez
nutricional apresentaram um aumento na produção de EROs, sendo também
observada uma queda do Δm apenas após estresse de pH. A microscopia
eletrônica de transmissão revelou um inchaço mitocondrial com
desorganização das cristas, presença de estruturas membranares concêntricas
citosólicas e no interior de organelas, perfis de retículo endoplasmático
envolvendo estruturas subcelulares, perda de eletrondensidade dos
reservosomos com invaginação da sua membrana e intensa vacuolização
citoplasmática. Estes fenômenos característicos de autofagia, reforçados pela
ausência de ruptura de membrana plasmática, de fragmentação do DNA e pelo
aumento na marcação de MDC, indicam que esta via participa da resposta do
protozoário aos diferentes tipos de estresses induzidos. / Chagas’ disease, caused by the protozoa Trypanosoma cruzi, represents
a severe Public Health problem in Latin America, being its clinical treatment
unsatisfactory. In this framework, several efforts have been directed for the
development of novel drugs for the treatment of this negllected disease. In the
folk medicine, natural products containing naphthoquinones have been
employed for the treatment of different parasitic illnesses. Our research group
has been investigating the activity of naphthoquinones and derivatives against
T. cruzi bloodstream trypomastigotes. In the present study, among 32
hydroxinaphthoquinones, evaluated for their trypanocidal activity, compound
1C was the most effective (IC50/24h=77,3 ± 6,8 μM). Previous studies by our
group with another naphthoquinones class of derivatives, pointed to the triazolic
naphthoquinone (NT) as a promising compound, being more active than the
reference drug benznidazol (IC50/24h=103,6 ± 0,6 μM). In this work, the
mechanism of action of NT was also studied, being many ultrastructural
damage described in epimastigotes such as the rupture of the reservosomes
membrane, blebbing in the flagellar membrane, Golgi disruption, the formation
of concentric membranous structures in the cytosol and the appearance of
abnormal parasites with multiple flagella. Differently from the treatment with
other naphthoquinones, NT did not induce mitochondrial alterations, data
confirmed by mitochondrial membrane potential (Δm) by flow cytometry. By
the same technique, it was also demonstrated the effect of NT on mitosis
blockage and in the increase in reactive oxygen species (ROS) production. The
main phenotype induced by the treatment with this naphthoquinone was the
appearance of endoplasmic reticulum profiles surrounding organelles
associated with the increase in monodansylcadaverine (MDC) labeling
observed, suggests that autophagy is involved in the trypanocidal effect of NT.
T. cruzi presents three different evolutive forms, and during its life cycle is
exposed to adverse physico-chemical conditions such as pH variation and the
shortage of nutrients, being the evaluation of the effect of these conditions one
of the goals of this study. Flow cytometric analysis demonstrated that
epimastigotes submitted to pH stress and nutritional scarcity presented an
increase in ROS generation, being also observed a decrease in Δm detected
only after the pH stress. The transmission electron microscopy revealed the
mitochondrial swelling with crists disorganization, the formation of membranous
concentric structures in the cytosol or inside organelles, the appearance of
endoplasmic reticulum profiles surrounding subcellular structures, loss of
reservosome electrondensity with the invagination of its membrane, and the
intense citoplasmic vacuolization. Such characteristic phenomena of autophagy,
reinforced by the absence of the plasma membrane rupture, DNA fragmentation
and increase in MDC labeling, indicate that this pathway participates in the
protozoa response to different types of induced stresses.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/7034 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Fernandes, Michelle Casal |
| Contributors | Moraes, Milton Ozório, Lima, Leila Mendonça, Leon, Leonor L. P., Souto-Padrón, Thaïs C. B. S., Pinheiro, Roberta Olmo, Soeiro, Maria de Nazaré C., Barbosa, Helene Santos, Menna-Barreto, Rubem Figueiredo Sadok, Castro, Solange Lisboa de |
| Publisher | Instituto Oswaldo Cruz |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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