Trypanosoma cruzi : estudio del efecto de fármacos reposicionados y búsqueda de nuevos blancos moleculares

• Autores: Ruiz, María Daniela
• Año de publicación: 2022
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Carrillo, Carolina; Fraccaroli, Laura Virginia
• Materia: TRYPANOSOMA CRUZI; BLANCO TERAPEUTICO; PANTOTENATO; VITAMINA B5; ANTRACICLINAS; POLIAMINAS; PUTRESCINA; TRANSPORTADORES DE MEMBRANA; REPOSICIONAMIENTO DE BLANCOS; IVERMECTINA; REPOSICIONAMIENTO; TRYPANOSOMA CRUZI; DRUG TARGET; PANTOTHENATE; VITAMINE B5; ANTHRACYCLINES; POLYAMINES; PUTRESCINE; MEMBRANE PERMEASES; TARGET REPURPOSING; IVERMECTIN; DRUG REPURPOSING
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El parásito protozoario Trypanosoma cruzi (T. cruzi) es el agente etiológico de la enfermedad de Chagas. Esta endemia se extiende por América Latina con al menos 6 millones de personas infectadas. Más aún, en las últimas décadas se han registrado importantes migraciones rurales-urbanas, lo cual dispersó esta enfermedad a zonas tradicionalmente no endémicas. Los tratamientos disponibles(desarrollados hace más de cuatro décadas) presentan limitada eficacia y efectos colaterales lo que evidencia la necesidad de desarrollar terapias alternativas. La búsqueda de nuevos tratamientos puede realizarse desde diversos enfoques, organizados en tres categorías genéricas: basado en el blanco (target based), en la acción fenotípica (phenotypic based) y en el reposicionamiento de drogas y fármacos (drug repurposing). En este sentido una mejor comprensión de la biología de T. cruzi resulta crucial para identificar y validar nuevos blancos terapéuticos. El objetivo de esta tesis fue explorar diferentes estrategias de búsqueda de nuevas drogas y blancos moleculares que permitan ampliar el espectro de compuestos tripanocidas. En los primeros estudios, basados en la búsqueda de potenciales blancos, se profundizó en el estudio del transporte de vitaminas B, describiéndose por primera vez a la permeasa TcPPT1, un transportador de vitamina B5 (pantotenato). Los estudios de efectos fenotípicos (proliferación y supervivencia en cultivos de T. cruzi) hasta el presente no han permitido confirmar o descartar al TcPPT1 como un blanco con potencial terapéutico. Por otro lado, trabajamos con la permeasa de poliaminas, TcPAT12, un blanco con potencial terapéutico previamente validado por nuestro grupo. Mediante comparaciones estructurales con otros blancos se identificó que las antraciclinas, daunorrubicina y doxorrubicina, podrían ser inhibidores específicos de TcPAT12; dicha predicción fue confirmada a través de estudios bioquímicos. Profundizando en el mecanismo de acción, las antraciclinas provocaron una disminución del pool intracelular de tioles y un desbalance redox que impacta en la proliferación y supervivencia del parásito. Paralelamente, bajo la metodología de reposicionamiento de fármacos, se halló que el antiparasitario de amplio espectro Ivermectina tiene efectos tripanocidas sobre T. cruzi y otros tripanosomátidos. A su vez, se identificó a la importina alfa/beta (heterodímero esencial en el transporte intracelular de proteínas hacia el núcleo) como un posible nuevo blanco no descripto hasta el momento. Los conocimientos obtenidos a partir de este trabajo de tesis representan una contribución para identificar, proponer, validar (o descartar) nuevos blancos terapéuticos y para evaluar el uso de fármacos reposicionados para el desarrollo de nuevas terapias para la enfermedad de Chagas y de otras tripanosomiasis.
Protozoan parasite Trypanosoma cruzi (T. cruzi) is the etiological agent of Chagas disease. This endemic extends throughout Latin America with at least 6 million people infected. Furthermore, in recent decades there have been significant rural-urban migrations, which spread this disease to traditionally non-endemic areas. The available treatments (developed four decades ago) are limited in efficacy and show multiple side effects, which reveals the need to produce alternative therapies. The search for new treatments can be carried out from several approaches, organized into three generic categories: target based, phenotypic based and drug repurposing. In this sense, a better understanding of the biology of T. cruzi is crucial to identify and validate new therapeutic targets. The aim of this Thesis was to explore different search strategies for new drugs and molecular targets that allow broadening the spectrum of trypanocidal compounds. Searching for potential targets in T. cruzi, B vitamins transport was studied, characterizing for the first time the permease TcPPT1, a permease of B5 vitamin (pantothenate). So far, studies of phenotypic effects (proliferation and survival on T. cruzi cultures) have not confirmed or ruled out TcPPT1 as a target with therapeutic potential. On the other hand, we studied the polyamine permease, TcPAT12, a target with therapeutic potential previously validated by our group. Through structural comparisons with other targets, it was identified that anthracyclines, daunorubicin and doxorubicin, could be specific inhibitors of TcPAT12; biochemical studies confirmed this prediction. Deepening into the mechanism of action, anthracyclines caused a decrease in the intracellular pool of thiols and a redox imbalance that impacts on proliferation and survival of the parasite. Simultaneously, using the drug repositioning methodology, it was found that the broad-spectrum antiparasitic Ivermectin has trypanocidal effects on T. cruzi and other trypanosomatids. In turn, importin alpha/beta (essential heterodimer in the nuclear transport of proteins) was identified as a possible new target not described so far. Results obtained from this thesis represent a contribution to identify, propose, validate (or rule out) new therapeutic targets and to evaluate the use of repositioned drugs for the development of new therapies for Chagas disease and other trypanosomiasis.
Fil: Ruiz, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.