estrategias para la bÚsqueda de nuevos compuestos ... · nuevos compuestos bioactivos naturales....
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LILIANA V. MUSCHIETTI Cátedra de Farmacognosia, IQUIMEFA (UBA-CONICET). Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de
Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina.
ESTRATEGIAS PARA LA BÚSQUEDA DE NUEVOS COMPUESTOS BIOACTIVOS
NATURALES. BIOPROSPECCIÓN DE DROGAS CON
ACTIVIDAD TRIPANOCIDA Ilheus, 27 al 30 de Octubre de 2014
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World Health Organization: First WHO report on neglected tropical diseases: working to overcome the global impact of neglected tropical diseases, David WT. Crompton and Patricia Peters, Eds.; 2010, WHO Press, Geneva, Switzerland. ISBN 978 92 4 1564090. WHO/HTM/NTD/2010.1
Enfermedad de Chagas o Tripanosomiasis Americana
Leishmaniasis
Tripanosomiasis Africana Humana o enfermedad del
sueño
Global Plan To Combat Neglected Tropical Diseases 2008–2015. World Health Organization WHO 2007. http://www.uta.edu/chagas/images/LHbar.jpg. http://www.seti.cl/si
Enfermedades abandonadas (NTDs)
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Número de casos
estimados
< 1.000
1.000 - 99.999
100.000 - 999.999
≥ 1.000.000
Casos estimados no oficiales
Estatus de la
transmisión del vector
Países sin transmisión vectorial
Países con transmisión vectorial accidental
Países con transmisión vectorial
Distribución mundial de los casos de enfermedad de Chagas y el estatus de transmisión vectorial
WHO. First WHO Report on Neglected Tropical Diseases 2010. Working to overcome the Global Impact Neglected Tropical Diseases. SBN9789241564090; 2010
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Enfermedades infecciosas causadas por protozoarios
Parásitos
Enfermedad Ocurrencia Mortalidad DALY´s
Plasmodium spp.
Malaria 219 millones de
nuevos casos*
660,000
muertes*
33,976,000
Leishmania spp.
Leishmaniasis
300,000 nuevos
casos de VL cada año
Approx.
40,000
muertes
debido a VL
1,974,000
** 1 millón de nuevos
casos de CL cada año
Trypanosoma spp.
Tripanosomiasis
Africana Humana
20,000 casos
1,673,000**
Enfermedad de
Chagas
Aprox. 10 millones de
casos ***
14,000***
700.000***
DALY´s: Disability Adjusted Life Years *En 2010, de acuerdo al World Malaria Report 2012. **The Global Burden of Disease Report, WHO, 2004. *** Peter J. Hotez et al. The new HIV/AIDS of the Americas PLoS Negl Trop Dis 2012; 6(5): e1498. doi:10.1371/journal.pntd.0001498.
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http://magazinedelbuenayre.blogspot.com.ar/2011/02/la-salud-i-enfermedad-de-chagas.html
Triatoma infestans http://www.parbio.es/blog/trypanosoma-cruzi/
Trypanosoma cruzi
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Ciclo biológico de Trypanosoma cruzi
http://www.dpd.cdc.gov/dpdx
Epimastigote
Tripomastigote
Amastigote
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Enfermedad de Chagas: la muerte silenciosa
http://www.msaludjujuy.gov.ar/epidemiologia/
A
Período agudo
• Generalmente asintomático
• Signo de Romanha
• Fiebre, anorexia, malestar general
• Mueren el 5% de los chicos infectados
Período latente o intermedio
• Generalmente asintomático con serología positiva
• Caracterizado por una lenta multiplicación de los parásitos.
Período crónico
• Sistema nervioso central y periférico
• Megalopatías: Cardiomegalia megaesófago, megacolon
4-14 días 20-30 años
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Benznidazol
- Desarrollado en 1974 (Laboratorio Roche)
- Baja eficacia (10-20% cura parasitológica) en la fase crónica
- Efectos adversos: dolor abdominal, nauseas, vómitos,
mialgias, neuropatía periférica, polineuritis, parestesias
Nifurtimox
-Desarrollado en 1960 (Laboratorio Bayer)
- Baja eficacia (10-20% cura parasitológica) en la fase crónica
- Efectos adversos: dolor abdominal, nauseas, vómitos,
anorexia, psicosis, cefalea, convulsiones, neuropatía periférica
http://dndi.org/diseases-projects/diseases/chagas/current-treatment.html
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• Terapia combinada
• Investigación de drogas utilizadas para el tratamiento de otras patologías
• Modificación de drogas ya existentes con el fin de mejorar la eficacia
Estrategias a corto y
mediano plazo
• Focalizadas al descubrimiento de nuevas entidades químicas (NCEs)
• Productos naturales
• Diseño y síntesis de nuevas moléculas (diseño racional)
• QSAR, Modelado molecular, HTS.
Estrategias a largo plazo
Pink R., Hudson A., Mouries MA., Bending M. Opportunities and challenges in antiparasitic drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2005 Sep;4(9):727-40.
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Fármaco ideal
• Cura parasitológica en todas las fases de la enfermedad
• Efectivo por vía oral
• Bajo costo
• Sin efectos colaterales o teratogénicos
• No sea necesaria hospitalización
• No induzca resistencia
http://www.dndi.org/diseases-projects/diseases/chagas.html
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Pink R., Hudson A., Mouries MA., Bending M. Opportunities and challenges in antiparasitic drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2005 Sep;4(9):727-40.
Molécula HIT
• Activa in vitro
• IC50: < 1 μg/ ml
• SI: > 10 (CC50/IC50)
Molécula líder
• Activa in vivo
• No tóxica para los animales a la dosis efectiva
• Activa in vitro contra cepas resistentes
• Obtención de análogos
Molécula candidata
Candidato clínico
• Activa in vitro (actividad cercana a las drogas stds)
• Activa in vivo (modelos en fase crónica) • Administración oral • Buen SI frente a diferentes líneas
celulares de mamíferos
• Ensayos de mutagenicidad
• Perfil metabólico y farmacocinético
• Mecanismo de acción conocido
Proceso de descubrimiento de nuevas drogas con actividad
tripanocida
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Artemisia annua Artemisinina
Arteether Artemether
Cinchona calisaya
Quinina
Cloroquina
Mefloquina
Drogas antimaláricas
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BIOPROSPECCIÓN DE POTENCIALES DROGAS CON ACTIVIDAD TRIPANOCIDA:
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA EN EL PERÍODO 2000-2010
L. Muschietti, V. Sulsen, V. Martino. Bioprospection of Potential Trypanocidal Drugs: A Scientific Literature Survey over the Period 2000–2010, In: Studies in Natural Products Chemistry, Elsevier B.V, Vol. 39, pp. 297-336, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-62615-8.00009-62013
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Trypanocidal
Trypanosoma cruzi
Antiparasitic
Antitrypanosomal
Medicinal Plants
Natural compounds
Plant extracts
Medline: Título y resúmen
Scopus: Título, resúmen y palabras
claves
Idioma inglés
Estrategia de búsqueda bibliográfica
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Criterio de selección de los artículos
Identificados en Medline (n=268)
Identificados en Scopus (n=1353)
Registros totales (n=1621)
Criterios de exclusión • Otros parásitos
• Compuestos naturales de otros orígenes (organismos marinos, hongos, bacterias)
• Registros duplicados • Sin actividad reportada
• Información incompleta/No disponibilidad del texto completo
Artículos seleccionados (n=191)
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Extracción de datos
Género, especie y familia
Plantas medicinales
Usos etnomédicos
Género, especie y familia
Plantas medicinales
Usos etnomédicos
Estrategias metodológicas
Screening biológico
Fraccionamiento guiado por bioensayo
Técnicas híbridas
Estrategias metodológicas
Screening biológico
Fraccionamiento guiado por bioensayo
Técnicas híbridas
Grupo fitoquímico/ clases de compuestos Grupo fitoquímico/ clases de compuestos
Bioensayos in vitro (epimastigotes, tripomastigotes, amastigotes)
Bioensayos in vivo
Bioensayos in vitro (epimastigotes, tripomastigotes, amastigotes)
Bioensayos in vivo
Síntesis de análogos/derivados semisintéticos
Estudios de QSAR
Mecanismo de acción
Síntesis de análogos/derivados semisintéticos
Estudios de QSAR
Mecanismo de acción
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A partir de la información obtenida de los usos
tradicionales de las plantas
A partir de datos quimiotaxonómicos
Recolección aleatoria
Observación de campo
Criterios de selección de las plantas
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Especies seleccionadas por sus etnomédicos
Annona crassiflora (Annonaceae)
Alcaloides isoquinolínicos
Guatteria australis (Annonaceae)
Alcaloides isoquinolínicos
Oxalis erythrorhiza (Oxalidaceae)
Heptadecil-5-metoxifenol y embelina (3,6-dihidroxi-2-
undecilbenzofenona)
Feresin et al., 2003. J. Ethnopharmacol 88:241-247. Tempone et al. , 2005. Phytomedicine 12 : 382–390.
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Extracción con disolventes
Material vegetal
Extracto(s) activo
Gran escala
Bioensayo (in vitro)
Bioensayo (in vitro) Fraccionamiento guiado por bioensayos
Fracción(es) activa(s)
Aislamiento y purificación del compuesto(s)
Compuesto(s) activo(s)
Extracto B Extracto C
Determinación estructural (UV, IR, MS, NMR, Rayos X, etc.)
Bioensayo del compuesto(s) activo utilizando distintas concentraciones para determinar la potencia
Ensayos in vivo y estudios toxicológicos Estudios clínicos
Solicitud de patente Solicitud de homologación
Producción farmacéutica y marketing
Extracto A
Etapas a cumplir en un proceso general de descubrimiento de drogas de origen natural
Sarker et al. 2006. Natural Product Isolation: an overview. In: Natural Products Isolation Humana Press, New Jersey, pp 1-26
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Técnicas híbridas Técnicas de acoplamiento
HPLC/MS
Técnicas de acoplamiento HPLC/MS-MS
Técnicas de acoplamiento HPLC/NMR
Técnicas de acoplamiento HPLC/DAD
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Dereplicación Proceso que permite identificar a priori, en los extractos,
compuestos que ya han sido estudiados previamente antes de ser sometidos a un bioensayo.
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Identificación de alcaloides naftilisoquinolínicos de especies de las familias Ancistrocladaceae y Dioncophyllaceae con actividad antiparasitaria
http://www-organik.chemie.uni-wuerzburg.de/lehrstuehlearbeitskreise/bringmann/fields_of_research/natural_product_analysis/G. Bringmann et al., J. Nat. Prod. 63 (2000) 1465–1470; J. Nat. Prod. 65 (2002) 1096–1101; Phytochemistry 60 (2002) 389–397; Phytochemistry 62 (2003) 631–636; J. Nat. Prod. 66 (2003) 1159–1165; J. Nat. Prod. 67 (2004) 743–748; J. Nat. Prod. 67 (2004) 2058–2062; Phytochemistry 69 (2008) 1065–1070.
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Tipos de compuestos más representativos con actividad sobre Trypanosoma cruzi
5% 6%
32%
17%
17%
3% 11%
9%
Columna1
Lignanos
Quinonas
Terpenoides
Alcaloides
Flavonoides
Cumarinas
Otros fenólicos
Miscelaneos
Studies in Natural Products Chemistry, Elsevier B.V, Vol. 39, pp. 297-336, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-62615-8.00009-62013
Figure 1. Most represented class of trypanocidal bioactive compounds for which trypanocidal activity has been reported in the period 2000–2010.
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Subclases de compuestos terpenoides con actividad sobre Trypanosoma cruzi
15%
10%
22% 26%
24%
3%
Ventas
Monoterpenos
Sesquiterpenos
Diterpenos
Triterpenos
STLs
Esteroides
Studies in Natural Products Chemistry, Elsevier B.V, Vol. 39, pp. 297-336, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-62615-8.00009-62013
Figure 1. Subclasses of terpenoid compounds with trypanocidal activity reported in the period 2000–2010. STLs, sesquiterpene lactones
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Bioensayos
97.4%
2.6%
Ensayos in vitro
Epimastigotes de T. cruzi
Tripomastigotes de T. cruzi (parásitos recombinantes β-
galactosidasa)
Amastigotes de T. cruzi intracelulares
Ensayos in vivo Paso más importante para ensayos
más avanzados (mecanismo de acción y estudios farmacodinámicos)
Información sobre activación o desactivación metabólica
Desventaja: se requiere de 50 a 100 veces mas de compuesto
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Identificación de blancos potenciales en Trypanosoma cruzi
Caracterización de la secuencia del genoma de T. cruzi (2005)
Análisis proteómico
Identificación de características específicas del ciclo de vida del
parásito
Nuevas dianas y líneas de investigación
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Cruzipaína Dihidrofolato reductasa (DHFR)
Dihidroorotato deshidrogenasa (DHODH)
Esterol 14α-desmetilasa (CYP51)
Escualeno sintasa (SQS) Triosefosfato isomerasa (TIM)
Tripanotiona reductasa (TryR)
Tripanotiona sintetasa (TryS)
Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH)
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Angustifolin (IC50= 130µM)
Scopoletin (IC50= 260µM)
Rauianin (IC50= 93µM)
Phebalosin (IC50= 190µM)
Osthol (IC50= 210µM)
Chalepin (IC50= 64µM)
Bergapten (IC50= 347µM)
Isoangenomalin(IC50= 145µM)
Sesalin (IC50= 123µM)
Scopoletin (IC50= 260µM) Sesalin
(IC50= 123µM)
Estructura de GAPDH de T. cruzi acomplejada con chalepina
Inhibidores de la gliceraldehído-3-fosfato-deshidrogenasa (GAPDH) de T. cruzi
Paulo Vieira et al. Strategies for the isolation and identification of trypanocidal compounds from the Rutales. Pure Appl. Chem., Vol. 73, No. 3, pp. 617–622, 2001.
![Page 30: ESTRATEGIAS PARA LA BÚSQUEDA DE NUEVOS COMPUESTOS ... · NUEVOS COMPUESTOS BIOACTIVOS NATURALES. BIOPROSPECCIÓN DE DROGAS CON ACTIVIDAD TRIPANOCIDA Ilheus, 27 al 30 de Octubre de](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022021719/5badbefb09d3f26f068b88f7/html5/thumbnails/30.jpg)
de Marchi A. A et al. (2004). New 3-piperonylcoumarins as inhibitors of glycosomal glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (gGAPDH) from Trypanosoma cruzi. Bioorganic & Medicinal Chemistry,12, 4823–4833.
Nuevas 3-piperonilcumarinas como inhibidores de GAPDH de Trypanosoma cruzi
El diseño se basó en las estructuras de productos naturales (hits) identificados previamente.
Los derivados sintetizados más activos son aquellos que contienen un anillo heterocíclico en posición 6.
Estudios de modelado molecular por docking sugieren un modo diferente de unión para los derivados más activos, cuando se los compara con la chalepina.
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Diseño basado en la estructura tridimensional de la diana. Estudios de docking
Nuria Campillo, Pedro González Naranjo, Juan Antonio Paez Prosper (2012). Anales de la Real Academia Nacional de Farmacia, 78, 34-61
Diana Estructuras cristalográficas Mecanismo de acción
Hipoxantina fosforibosil- transferasa (HGPRT)
1P17, 1P18, 1P19, 1I0I, 1I0L, 1I13, 1IL14, 1TC2, 1TC1
Captura de purinas y
Cruzipaína 1AIM,1EWL,1EWM,1EWO,1EWP,1F29,1F2A,1F2B,1F2C, 1ME3,1ME4,1U9Q,2AIM,2EFM,2OUL, 2OZ2
Responsable de la actividad proteolítica
Tripanotiona reductasa (TR) 1GXF, 1AOG, 1NDA Síntesis y metabolismo del tripanotiona
Farnsesil pirofosfato sintetasa (FPPS) 3IBA,EICK,3ICM,3ICN,3ICZ,3ID0,1YHK,1YHL,1YHM
Biosíntesis de ergosterol
Transialidasa 1MR5,1MS0,1MS1,1MS3,1MS4,1MS5,1MS8,1MS9,1S0I,1S0J,2AH2
Transferencia de Residuos de ácido siálico
Gliceraldehido-‐3-‐fosfato deshidrogenasa (GAPDH)
1K3T,1ML3,1QXS,3DMT
Víametabólicade oxidacióndela glucosa
C14α esterol demetilasa 2WUZ,2WXZ Biosíntesis de esteroles de membrana
Tabla 1. Dianas representativas con estructura tridimensional
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Nectandra megapotamica
Ganschisandrine
(1NDA)
Piper regnelli
Eupomatenoid (1GXF)
Pterodon pubescens
Geranylgeraniol
(1NDA y 1GXF)
Baccharis retusa
5,6,7-trihidroxi4′-
metoxiflavona
(1NDA)
Arrabidaea triplinervia
Alpinitina
(1NDA)
Persea americana
1,2,4-trihidroxiheptadec-
16-ene
(1GXF)
(hidrocarburos oxigenados)
Stephanie F. McCulley and William N. Setzer. An In-Silico Investigation of Anti-Chagas Phytochemicals. Current Clinical Pharmacology, 2014, 9, 205-257 205
Investigación In Silico de ligandos naturales
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Tamizaje de alto rendimiento
High Throughput Screening Techniques (HTS)
Proceso que permite el ensayo simultáneo de un gran número de compuestos, en forma automatizada, para
medir su actividad como antagonistas o agonistas de un blanco biológico particular
El objetivo del HTS es acelerar el proceso de descubrimiento de nuevas drogas a través del ensayo de
una gran librería de compuestos (10,000- 100.000 compuestos /día)
A pesar que la técnica HTS se ha convertido en el modo preferido de descubrimiento de fármacos por gran parte de la industria farmacéutica, sólo recientemente se ha
utilizado en la búsqueda de nuevos medicamentos para las enfermedades parasitarias abandonadas
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Inhibición del crecimiento de epimastigotes de T. cruzi (Tulahuen) para cada
extracto
Especies vegetales Extracto % Inhibición del crecimiento DS
100 µgml 10 µgml
Ambrosia tenuifolia AT(PA)-EO 81.110.79
43.333.14
AT(PA)-EA 24.931.69 n.d.
AT(R)-EO 34.555.14 n.d.
AT(R)-EA 0 n.d.
Ambrosia scabra AS(PA)-EO 73.890.79
69.030.98
AS(PA)-EA 30.912.96 n.d.
AS(R)-EO 49.657.37 n.d.
AS(R)-EA 0 n.d.
Eupatorium buniifolium EB(PA)-EO 75.002.87
57.769.75
EB(PA)-EA 80.177.31
78.881.83
Eupatorium candolleanum EC(PA)-EO 48.674.89 n.d.
EC(PA)-EA 66.839.38 n.d.
Baccharis spicata BS(PA)-EO 42.717.05 n.d.
BS(PA)-EA 10.646.02 n.d.
BS(R)-EO 71.163.26
52.855.10
BS(R)-EA 0 n.d.
Lippia integrifolia LI(PA)-EO 75.681.91
34.4612.42
LI(PA)-EA 90.951.83
71.234.11
Satureja parvifolia SP(PA)-EO 88.850.48
58.115.73
SP(PA)-EA 75.437.92
71.1210.36
Gentianella achalensis GA(PA)-EO 65.917.07 n.d.
GA(PA)-EA 62.801.22 n.d.
Cuphea glutinosa CG(PA)-EO 20.831.96 n.d.
CG(PA)-EA 5.563.93 n.d.
Cuphea carthagenensis CC(PA)-EO 22.223.61 n.d.
CC(PA)-EA 0 n.d.
Cuphea ingrata CI(PA)-EO 29.175.26 n.d.
CI(PA)-EA 0 n.d.
Los resultados se expresan como la media DS (n=2). nd: no deteminado.
Screening de actividad sobre T. cruzi de plantas medicinales Argentinas
Parasitol Res (2006) 98: 370–374. DOI 10.1007/s00436-005-0060-4
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Figura 1. Inhibición del crecimiento de epimastigotes de T. cruzi por las fracciones F1AT-F5AT de A. tenuifolia
F1AT F2AT F3AT F4AT F5AT 0
25
50
75
100 72 h
% inhib
itio
n
F1AT F2AT F3AT F4AT F5AT 0
25
50
75
100100 g/ml
10 g/ml
120 h
% inhib
itio
n
American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 2007 ,77 (4):654-659.
Figura 2. Inhibición del crecimiento de epimastigotes de T. cruzi por las fracciones F1AS-F5AS de A. scabra
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Po
rce
nta
je d
e in
hib
ició
n
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Po
rce
nta
je d
e in
hib
ició
n
72 h 120 h
F5AS F5AS
F1AS 100 µgml
F1AS 10 µgml
F2AS 100 µgml
F2AS 10 µgml
F3AS 100 µgml
F3AS 10 µgml
F4AS 100 µgml
F4AS 10 µgml
F5AS 100 µgml
F5AS 10 µgml
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Psilostachyin
OO
O
OO
OH
Peruvin
O
OO
OH
Psilostachyin C
O
O
OO
Psilostachina Peruvina Psilostachina C
Ambrosia tenuifolia Ambrosia scabra
Compuestos
IC50
epimastigotes (µg/ml)
IC50
tripomastigotes (µg/ml)
IC50
amastigotes (µg/ml)
SI
(Tripomastigotes)
Psilostachina1 1.22 0.76 5.88 33.8
Peruvina1 1.65 52.8 n.d 0.7
Psilostachina C2 0.6 3.5 0.9 13
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Actividad tripanocida in vivo de psilostachina1
10 15 20 250
5
10
15
20control
compuesto A
benznidazol
Días post-infección
Pará
sito
s/m
l sangre
(x10
5)
control benznidazol compuesto A0
5
10
15
20
**
Pará
sito
s/m
l sangre
(x10
5)
10 20 30 40 500
25
50
75
100
benznidazol
compuesto A
control
Días post-infección
Sobre
vid
a (
%)
psilostachina
control
benznidazol
psilostachina benznidazol control
control
benznidazol
psilostachina
**p<0.01
Actividad tripanocida in vivo de psilostachina C2
0 5 10 15 200
5
10
15
20control
benznidazol
compuesto D
Días post-infección
Pará
sito
s/m
l sangre
(x10
5)
10 20 30 400
25
50
75
100 control
benznidazol
compuesto D
Días post-infección
Sobre
vid
a (
%)
0
5
10
15
* *
Pará
sitos/m
l sangre
(x10
5)
control benznidazol
psilostachina C
control
benznidazol
psilostachina C
psilostachina C benznidazol control
*p<0.05
1 Antimicrobial Agents and Chemotherapy.2008, 52, 2415-2419. 2 International Journal of Antimicrobial Agents. 2011, 37 ,536–543.
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Ambrosia elatior (Asteraceae)
Cumanina
Fig. 1 Actividad tripanocida in vivo de cumanina: (A) niveles de parasitemia, (B) curva de sobrevida durante el período de infección aguda
IC50(epi)=12 µM IC50(tripo)=180 µM IC50(amas)= 8 µM
Fig. 2 Isobolograma que describe el efecto de la combinación de (A) cumanina y psilostachina y (B) cumanina y benznidazol Plos Negl Trop Dis. 2013, 7 (10): e2494. doi:
10.1371/journal.pntd.0002494
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Enhidrinaa Polimatina B Uvedalina
Fraccionamiento guiado por bioensayo de EO
Cromatografía en columna
FE: Si gel, FM: Hx, EtOAc, MeOH
Fracciones activas:
F2B, F3A y F3B
Determinación de la actividad tripanocida de EO sobre epimastigotes de T. cruzi
100 y 10 μg/ml
72 h
95.1 % (100 μg/ml) y 87.6% (10 μg/ml)
Smallanthus sonchifolius (Asteraceae)
Hojas
Extracto orgánico (EO)
(CH2Cl2100%)
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Fig. 4. Citotoxicidad de enhidrina, uvedalina y polimatina B en células Vero
Fig.1. Inhibición del crecimiento de epimastigotes de T. cruzi por enhidrina, uvedalina y polimatina B
Fig. 2. Efecto de enhidrina, uvedalina y polimatina B sobre tripomastigotes de T. cruzi
Fig.3. Efecto de enhidrina, uvedalina y polimatina B sobre T. cruzi amastigotes
Tropical Protozoan Diseases: Natural Product Drug Discovery and Development. Special Issue. ECAM, ID 627898, http://dx.doi.org/10.1155/2013/627898
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SI: Índice de selectividad; n.a: sin actividad
Compuestos
Uvedalina Polimatina B Enhydrina
IC50 (µM) en epimastigotes
1.09 4.90 0.84
IC50 (µM) en tripomastigotes
25.0 n.a 33.4
IC50 (µM) en amastigotes 3.34 9.02 5.17
CC50 (µM)en células Vero
46.8 147.3 46.5
SI (amastigotes/células Vero)
14.0 16.3 9.0
PBMC viabilidad (20µM) %
101.7 88.2 98.2
• Las diversas formas de vida de estos parásitos pueden diferir drásticamente
en su sensibilidad frente a un fármaco en particular
• Es importante investigar las diferentes formas de vida de estos parásitos
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Sonchifolina 8β-angeloyloxy-9α-hydroxy-14-oxo-acanthospermolide
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Molecules, 2010, 15, 545-553.
Vacuolización citoplasmática, ligero aumento en cuerpos multivesiculares, hinchamiento mitocondrial
acompañado por deformidad del kinetoplasto.
Figure XX
ms
mi
N
mi
mi
N
N
Vac
Vac
F
ms
mi
N
mi
mi
N
N
Vac
Vac
ms
mi
N
mi
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N
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F
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N
F
F
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K
K
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F
F
mimi
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V ac
Vac
m i
m v
m v
N
KF
N
Vac
V ac
Vac
m i
m v
m v
N
KKFF
NN
Vac
A B
C D
Fig. 1. Efecto de la psilostachina sobre la ultraestructura de epimastigotes de T. cruzi
Fig. 2. Efecto de la psilostachina C sobre la ultraestructura de epimastigotes de T. cruzi
Vacuolización en el citoplasma aparición de estructuras multilamelares y anomalías como la presencia de múltiples kinetoplastos y flagelos.
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Efecto de las STLs polimatina B, uvedalina y enhydrina sobre la ultraestructura de T. cruzi
A nivel ultraestuctural se observa que la STL uvedalina (2.5 μg/mL) induce un hinchamiento mitocondrial (Fig.1C).
Polimatina B (2.5 μg/mL) y enhydrina (5 μg/mL) producen grandes deformidades y vacuolización sobre los parásitos (Fig. 1B y D).
Figura 1. Efecto de las SLs sobre la ultraestructura de T. cruzi. Control sin tratamiento (A) o tratado con 2.5 μg/mL de polimatina B (B), uvedalina (C) o con 5 μg/mL enhydrina (D) durante 48 h. N: núcleo, F: flagelo, V: vacuolas, K: kinetoplasto, Ac: acidocalcisoma. Aumento: 3000x.
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Los resultados demuestran que las plantas representan una fuente
importante de moléculas con actividad tripanocida
La mayoría de los compuestos han sido ensayados solamente mediante ensayos
in vitro
Una amplia gama de dianas terapéuticas están actualmente bajo investigación. Sin embargo, son escasos los ensayos para los
compuestos de origen vegetal
CONCLUSIONES
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Optimización de moléculas líderes: obtención de análogos para poder continuar con las siguientes etapas
La aplicación de diferentes estrategias metodológicas como dereplicación, HTS,
química combinatoria (obtención de análogos)
Existen pocos protocolos estandarizados. Es necesario un conjunto mínimo de criterios para garantizar resultados
confiables
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TRABAJO INTERDISCIPLINARIO
BOTÁNICA, FARMACOGNOSIA, FARMACOLOGÍA, MICROBIOLOGÍA, TOXICOLOGÍA, QUÍMICA MEDICINAL
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Cátedra de Farmacognosia, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, IQUIMEFA (UBA-CONICET)
Dra. Virginia Martino, Dra. Liliana Muschietti, Dra. Valeria Sulsen, Dra. Flavia Redko, Farm. Jerónimo Ulloa, Farm. Belén Carballo, Lic. Daniela Baffaro, Farm. Greta Maravilla, Ezequiel Moreno.
Grupos colaboradores
• Dr. Emilio Malchiodi, Dra. Fernanda Frank, Dra. Silvia Cazorla. Cátedra de Inmunología, IDEHU (UBA-CONICET), Facultad de Farmacia y Bioquímica and Departamento de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Junín 956 (1113), Buenos Aires, Argentina.
• Dra. Albertina Moglioni, Dra. Liliana Finkielsztein. Cátedra de Química Medicinal. Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires.
• Dr. Cesar Catalán Instituto de Química Orgánica, Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia, Universidad Nacional de Tucumán, Prov. de Tucumán, Argentina.
• Dr. Miguel Sosa Instituto de Histología y Embriología "Dr. Mario H. Burgos", Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Cuyo-CONICET, Prov. de Mendoza, Argentina.
• Dra. Roser Vila, Dra. Blanca Freixa. Unitat de Farmacologia i Farmacognòsia, Facultat de Farmacia, Universitat de Barcelona, Barcelona, España.
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MUCHAS
GRACIAS MUITO
OBRIGADO
Glaciar Perito Moreno
Cataratas del Iguazú Quebrada de Humahuaca
Ciudad de Buenos Aires
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Medicina tradicional
Ensayos clínicos
controlados
In vitro
In vivo
Análisis fitoquímico Aislamiento de
compuestos puros
D
R
C
B
R
A
Fraccionamiento guiado por bioensayo
C1
C2
Gertsch, J. 2009. How scientific is the science in ethnopharmacology? Historical perspectives and epistemological problems. J Ethnopharmacol., 122, 177-183.
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Zanthoxylum chiloperone (Rutaceae)
canthin-6-one
canthin-6-one N-oxide
5-methoxycanthin-6-one
Fig.1 Efecto de Bz (50 mg/kg/día) y canthin-6-one (5 mg/kg/día en la parasitemia de ratones BALB/c infectados con T. cruzi (CL)
Tabla 1. Efecto de Bz, canthin-6-one (1) y extracto crudo de alcaloides de Z. chiloperone en ratones con infección aguda por T. cruzi
Ferreira ME, Nakayama H, de Arias AR, Schinini A, de Bilbao NV, Serna E, Lagoutte D, Soriano-Agatón F, Poupon E, Hocquemiller R, Fournet A. Effects of canthin-6-one alkaloids from Zanthoxylum chiloperone on Trypanosoma cruzi-infected mice. J Ethnopharmacol. 2007 ;109(2):258-63.
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Compuesto Tipo de
compuesto
Año de Patente Número de
referencia
2-(Substituted methylidene)-N-[3-
[piperidin-1-yl]propyl]hydrazine
carboximidamides
SP 1990 US4942170
8-Aminoquinolines SP 2001 US20010007031
Anionic or cationic dendrimer SP 2003 US20030129158
Apicidin-derived cyclic tetrapeptides SP 2003 US20030078369
Canthin-6-one from Zanthoxylum
chiloperone
NP 2007 US20070149461
2004 WO04050092A1
2004 WO04050092B1
cubebin and methylpluviatolide NP
2003
WO03080600A1 dibenzylbutyrolactonic lignans NP derivatives
Imidazopyridine SP 2006 US20060293303A1
Inhibitor of cysteine proteases
Oxy substituted
SP 2007 US20070135439
Linear dicationic terphenyls 2007 US20070232621
Manzamine analogs from
Micromonospora
NP 2005 US20050085554A1
Melarsomine dihydrochloride SP 1998 US5770733
Naphtoquinone derivatives SP 1992 US5145975
Nitro-heterocyclics (triazolics and
imidazolics derivatives)
SP 2008 WO008022422A1
1-phenyl-2-aminoethyl naphthalene NP derivative 2004 WO04065349
Phosphorous organic compounds SP 2006 US20066753324
Platinum complexes SP 2005 US20050080131A
Semicarbazone inhibitors SP 2005 US20050182121A1
Substituted quinolines SP 2008 US20087342026
3,3-dimethyl-8-oxoisoquinoline NP derivatives 2004 WO04067514A1
2003 WO03000272A1
Thio-semicarbazone inhibitors SP 2004 US20040014801
Lianet Monzote. A Review of Anti-Parasitic Patents (1988-2008), 2008. Recent Patents on Anti-Infective Drug Discovery, 3, 177-191. V. G. Duschak and A.S. Couto, 2007. An Insight on Targets and Patented Drugs for Chemotherapy of Chagas Disease. Recent Patents on Anti-Infective Drug Discovery, 2, 19-51.
Patentes de compuestos con
actividad tripanocida
(01/1988 - 04/2008)
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In Silico Study of Structural and Geometrical Requirements of Natural Sesquiterpene Lactones with Trypanocidal Activity. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 2013, 13, 1407-1414.
Estudio de los requerimientos estructurales y geométricos de lactonas sesquiterpénicas con actividad tripanocida
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Tabla 1. Actividad tripanocida y citotóxica in vitro de las lactonas sesquiterpénicas 1-15
Los resultados obtenidos demuestran que este tipo de compuestos son potenciales
moléculas líderes con actividad tripanocida. Se observó una importante dependencia
de la actividad anti-T. cruzi con factores estéricos
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Only plant families with three or more citations were included. (Data derived from table 1, repeated species were not considered). Amaryllidaceae (Amar); Anacardiaceae (Anac); Ancistrocladaceae (Anci); Annonaceae (Anno); Apiaceae (Apia); Apocynaceae (Apoc); Aristolochiaceae (Aris); Asteraceae (Aste); Bignoniaceae (Bign); Boraginaceae (Bora); Chenopodiaceae (Chen); Clusiaceae (Clus); Euphorbiaceae (Euph); Fabaceae (Faba); Lamiaceae (Lami); Lauraceae (Laur); Liliaceae (Lilia); Melastomataceae (Mela); Meliaceae (Meli); Myristicaceae (Myri); Myrtaceae (Myrt); Piperaceae (Pipe); Rubiaceae (Rubi); Rutaceae (Ruta); Scrophulariaceae (Scro); Solanaceae (Sola); Zingiberaceae (Zing).
Familias más representativas con actividad sobre Trypanosoma cruzi (2000-2010)
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Productos naturales de origen vegetal descubiertos desde 1970 que condujeron a un fármaco aprobado entre 1981–2006
Molécula/año Estructura Indicación Droga/Año comercialización
Taxol, 1971 Diterpeno
Antitumoral Paclitaxel/1993 Docetaxel, 1995
Artemisinin, 1977 Lactona sesquiterpénica
Antimalárico Artemisinin, 1987 Artemether, 1987 Artenusate, 1987 Arteether, 2000
Forskolin, 1977 Diterpeno
Vasodilatador Broncodilatador
Colforsin, 1999
Plaunotol, 1977 Diterpeno
Anti úlcera Plaunotol, 1987
Arglabin, 1982 Lactona sesquiterpénica
Antitumoral Arglabin, 1999
A. Ganesan. Current Oipinion in Biological Chemistry 12:306–317