Application of supramolecular chemistry for the design and experimentation in murine model of compounds with trypanocidal activity

La Enfermedad de Chagas, tambien conocida como Tripanosomiasis americana, es una enfermedad cronica y potencialmente mortal. Se trata de una infeccion tropical causada por el protozoo parasito Trypanosoma cruzi, el cual es transmitido por insectos. De acuerdo con la Organizacion Mundial de la Salud, la Enfermedad de Chagas se clasifica como una enfermedad tropical desatendida, es la enfermedad parasitaria mas importante de America Latina y, despues del sindrome de inmunodeficiencia adquirida y la tuberculosis, es la tercera enfermedad infecciosa mas extendida de esta region. La Enfermedad de Chagas es un importante problema de salud publica en America Latina, es la principal causa de morbimortalidad en muchas regiones endemicas y genera un gasto global en atencion medica de 627.5 millones de dolares estadounidenses por ano. Ademas, la Enfermedad de Chagas es la causa y consecuencia de pobreza mas frecuente de las enfermedades tropicales desatendidas en los paises de America Latina, donde se diagnostican menos del 10 % de las personas y solo unas pocas reciben tratamiento. Recientemente, la Enfermedad de Chagas se ha generalizado debido al aumento de la movilidad y la migracion, con un gran numero de personas infectadas, particularmente en America del Norte y Europa (principalmente Espana). Por lo tanto, la Enfermedad de Chagas se ha convertido en un problema de salud global, con 6–8 millones de personas infectadas, 14–50 mil muertes anuales, y 70–100 millones de personas en riesgo de infeccion en todo el mundo. El parasito T. cruzi se transmite de manera natural a traves de vectores triatominos chupadores de sangre, aunque la transmision congenita, las transfusion de sangre y el transplante de organos de donantes infectados, los alimentos y bebidas contaminadas con el parasito, y los accidentes de laboratorio son otros medios de transmision importantes. A pesar de los muchos esfuerzos de las ultimas decadas, la naturaleza a largo plazo de la Enfermedad de Chagas y su compleja patologia han dado lugar a una falta de vacunas eficaces, y actualmente los tratamientos se limitan a dos farmacos nitroheterociclicos obsoletos, el benznidazol y el nifurtimox. Por lo tanto, se necesitan urgentemente nuevos tratamientos seguros y eficaces para la Enfermedad de Chagas. Durante varios anos nuestro grupo ha estado colaborando con varios grupos quimicos, los cuales fueron responsables de la sintesis de los compuestos. Posteriormente, nuestro grupo realizo los ensayos biologicos con el fin de determinar la actividad tripanocida tanto in vitro como in vivo de los compuestos sintetizados. Nuestro grupo tambien realizo un analisis preliminar del mecanismo de accion de los potenciales compuestos a nivel del metabolismo energetico y la inhibicion de la proteina superoxido dismutasa. Se ha disenado una estrategia completa de cribado de acuerdo con diferentes autores. El farmaco de referencia benznidazol tambien se ensayo para comparar los resultados obtenidos y seleccionar solo los compuestos con mayor eficacia. Se realizaron ensayos frente a las formas extra e intracelulares de tres cepas diferentes de T. cruzi. Para los ensayos in vivo, los compuestos seleccionados se evaluaron en ratones BALB/c infectados tanto en la fae aguda como en la fase cronica de la Enfermedad de Chagas. La metodologia tambien se ha mejorado de acuerdo a la instrumentacion disponible tanto in vitro como in vivo. Ademas, se ha desarrollado un metodo novedoso, sensible, preciso y sencillo basado en fluorescencia para el seguimiento de cultivos infectados a lo largo del tiempo con el objetivo de identificar compuestos tripanostaticos/tripanocidas y de accion lenta/rapida. Este es un hecho importante ya que se necesitan urgentemente farmacos tripanocidas, de accion rapida y de larga duracion. El proyecto desarrollado en esta tesis doctoral, en colaboracion con los grupos quimicos, ha permitido evaluar un total de 519 compuestos pertenecientes a diferentes familias quimicas. Hemos identificado siete posibles candidatos para el tratamiento de la Enfermedad de Chagas, algunos de los cuales ya han sido publicados. Estos potenciales compuestos muestran mejor actividad in vitro frente a las formas relevantes desde un punto de vista clinicos y mayor eficcia in vivo en comparacion con el farmaco de referencia benznidazol. Ademas, estos compuestos cumplen con los requisitos in vitro mas estrictos establecidos para los farmacos ideales frente a la Enfermedad de Chagas, y la mayoria de los criterios in vivo establecidos para la Enfermedad de Chagas. Por lo tanto, estos compuestos suponen un paso adelante en el desarrollo de nuevos farmacos anti-Chagas rentables para ensayos clinicos. Tres de ellos se incluyen en esta tesis doctoral. Los resultados obtenidos se resumen en varias conclusiones sobre el uso potencial y sobre el mecanismo de accion de los posibles candidatos para el desarrollo de nuevos tratamientos para la Enfermedad de Chagas, y sobre el novedoso metodo basado en la fluorescencia desarrollado para el cribado de farmacos. Ademas, se establecen las pautas futuras para dar un paso mas en esta investigacion con el fin de lograr mejores resultados.