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Tipo do documento: Tese
Título: Avaliação da atividade e do mecanismo de ação de derivados de pentamidina em diferentes espécies de Leishmania
Autor: SEPINI, Patrícia Ferreira Espuri 
Primeiro orientador: MARQUES, Marcos José
Primeiro coorientador: PELOSO, Eduardo de Figueiredo
Primeiro membro da banca: LAURENTI, Márcia Dalastra
Segundo membro da banca: ALMEIDA, Letícia de
Terceiro membro da banca: LUCAS, Rosymar Coutinho de
Quarto membro da banca: RODRIGUES, Maria Rita
Resumo: A leishmaniose abrange doenças causadas por mais de 20 espécies de protozoários do gênero Leishmania, sendo um problema global de saúde pública. A quimioterapia é o principal tratamento, mas apresenta alta toxicidade, custo elevado, efeitos colaterais e resistência parasitária, destacando a necessidade de novas opções terapêuticas. A pentamidina, embora eficaz, é altamente tóxica, o que motiva a busca por derivados com menor toxicidade. Este estudo avaliou a atividade leishmanicida dos derivados de pentamidina (PQM 250 a PQM 262) em Leishmania (L.) amazonensis e Leishmania (L.) infantum chagasi e sua toxicidade em macrófagos de mamíferos. Além disso, foi investigado o mecanismo de ação dos compostos promissores, focando na bioenergética mitocondrial pelo potencial de membrana mitocondrial e produção de ATP, estresse oxidativo pela produção de peróxido de hidrogênio (H2O2), NADPH e atividade da tripanotiona redutase (TryR), além de apoptose, estudos in sílico e in vivo. Os compostos PQM 250, PQM 254 e PQM 261 mostraram atividade significativa contra formas promastigotas e amastigotas nas duas espécies estudadas e com menor toxicidade, sendo selecionados para estudos de mecanismo de ação. Os resultados com Leishmania (L.) amazonensis mostraram que a pentamidina e o PQM 254 causaram despolarização mitocondrial (10,9 e 10,44%, respectivamente) enquanto o PQM 261 induziu hiperpolarização (13,16%). O PQM 261 também aumentou a produção de ATP e NADPH (32 e 18,35%, respectivamente), enquanto a pentamidina reduziu esses parâmetros (73 e 35,86%, respectivamente), além da redução na produção de H2O2 (37,9%) e promoveu apoptose. O PQM 250 aumentou a produção de H2O2 e NADPH (18,9 e 14,89%, respectivamente), inibindo a TryR em 21%, provocando assim desequilíbrio redox. PQM 254 reduziu a produção de H2O2 em 41,7%, mas inibiu a TryR em 13,38%, prejudicando a homeostase redox. Já com relação a Leishmania (L.) infantum chagasi, os resultados preliminares mostram que os compostos PQM 254 e PQM 261 promoveu aumento de 211,3% e 311,3% na concentração de H2O2, respectivamente, e que apenas o composto PQM 254 apresentou uma redução significativa de 21,6% nas taxas de NADPH em comparação com o grupo controle. Diante os ensaios in vivo, a qPCR demonstrou que com compostos PQM 250 e 254 reduziram significativamente a carga parasitária do fígado e baço dos animais em relação ao grupo controle. Os dados sugerem que derivados da pentamidina mostram-se promissores no desenvolvimento de terapias mais eficazes contra a leishmaniose ao interferirem em mecanismos críticos relacionados à sobrevivência do parasita. Este estudo oferece contribuições valiosas sobre as vias metabólicas nas quais os compostos afetam, proporcionando uma base importante para futuras abordagens terapêuticas.
Abstract: Leishmaniasis includes diseases caused by more than 20 species of protozoa of the genus Leishmania, and is a global public health problem. Chemotherapy is the main treatment, but it has high toxicity, high cost, side effects and parasite resistance, highlighting the need for new therapeutic options. Pentamidine, although effective, is highly toxic, which motivates the search for derivatives with lower toxicity. This study evaluated the leishmanicidal activity of pentamidine derivatives (PQM 250 to PQM 262) in Leishmania (L.) amazonensis and Leishmania (L.) infantum chagasi and their toxicity in mammalian macrophages. In addition, the mechanism of action of the promising compounds was investigated, focusing on mitochondrial bioenergetics through mitochondrial membrane potential and ATP production, oxidative stress through the production of hydrogen peroxide production (H2O2), NADPH and trypanothione reductase (TryR) activity, as well as apoptosis, in silico and in vivo studies. The compounds PQM 250, PQM 254 and PQM 261 showed significant activity against promastigote and amastigote forms in the two species studied and with lower toxicity, being selected for mechanism of action studies. The results with Leishmania (L.) amazonensis showed that pentamidine and PQM 254 caused mitochondrial depolarization (10.9 and 10.44%, respectively) while PQM 261 induced hyperpolarization (13.16%). PQM 261 also increased ATP and NADPH production (32 and 18.35%, respectively), while pentamidine reduced these parameters (73 and 35.86%, respectively), as well as reducing H2O2 production (37.9%) and promoting apoptosis. PQM 250 increased H2O2 and NADPH production (18.9 and 14.89%, respectively), inhibiting TryR by 21%, thus causing a redox imbalance. PQM 254 reduced H2O2 production by 41.7%, but inhibited TryR by 13.38%, impairing redox homeostasis. With regard to Leishmania (L.) infantum chagasi, the preliminary results show that the compounds PQM 254 and PQM 261 promoted an increase of 211.3% and 311.3% in the concentration of H2O2, respectively, and that only the compound PQM 254 showed a significant reduction of 21.6% in NADPH rates compared to the control group. In the in vivo tests, qPCR showed that the PQM 250 and 254 compounds significantly reduced the parasite load in the liver and spleen of the animals compared to the control group. The data suggest that pentamidine derivatives show promise in the development of more effective therapies against Leishmaniasis by interfering with critical mechanisms related to the parasite's survival. This study offers valuable insights into the metabolic pathways on which the compounds affect, providing an important basis for future therapeutic approaches.
Palavras-chave: Atividade leishmanicida
Mecanismo de Ação
Derivados da Pentamidina
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Citação: SEPINI, Patrícia Ferreira Espuri. Avaliação da atividade e do mecanismo de ação de derivados de pentamidina em diferentes espécies de Leishmania. 2024. 117 f. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2634
Data de defesa: 12-Dez-2024
Aparece nas coleções:Doutorado em Ciências Farmacêuticas

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