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Title: Avaliação do efeito do tratamento com benznidazol em combinação com derivados azólicos na infecção experimental por Trypanosoma cruzi.
Authors: Diniz, Lívia de Figueiredo
metadata.dc.contributor.advisor: Bahia, Maria Terezinha
Keywords: Doença de Chagas
Ravuconazol
Trypanosoma cruzi
Quimioterapia
Issue Date: 2013
Citation: DINIZ, L. de F. Avaliação do efeito do tratamento com benznidazol em combinação com derivados azólicos na infecção experimental por Trypanosoma cruzi. 2013. 131 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.
Abstract: A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, é um importante problema de saúde pública e o tratamento dessa parasitose apresenta limitações relacionadas à eficácia e toxicidade dos fármacos disponíveis. Nesse sentido, a terapia de combinação de fármacos parece ser uma abordagem ideal na busca de novos tratamentos, pois pode possibilitar aumento da eficácia, redução da toxicidade e da probabilidade de desenvolvimento de resistência. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento com benznidazol (Bz) quando combinado com os inibidores da enzima esterol C14α-demetilase (CYP51), os derivados azólicos posaconazol (Ps) e ravuconazol (Rv) (ou a pró- droga do Rv, o E1224), na infecção por T. cruzi in vitro e in vivo. Inicialmente foi avaliada a eficácia do Ps em combinação com Bz durante a infecção aguda de camundongos pela cepa Y de T. cruzi. O tratamento combinado, utilizando doses subótimas, foi mais eficaz em induzir cura parasitológica quando comparado com a utilização de cada fármaco isoladamente, indicando uma interação positiva entre Bz e Ps. Quando avaliada a eficácia do tratamento sequencial com Bz ou Ps administrados em doses ótimas durante um curto intervalo de tempo (10 dias cada), verificou-se que a ordem de administração dos fármacos interfere no resultado do tratamento, sendo a sequência Bz seguido de Ps mais eficaz. Além disso, a terapia combinada induziu uma redução significativa da carga parasitária em camundongos infectados pela cepa VL-10 de T. cruzi, altamente resistente ao Bz, quando comparada às drogas administradas em monoterapia. Considerando esses resultados promissores, foi a seguir investigada a atividade da combinação do Bz com o Rv. Inicialmente foram realizados experimentos in vitro para definir a natureza da interação entre esses fármacos. A princípio, foram determinados os valores de IC-50 do Bz e do Rv sobre formas epimastigotas e amastigotas das cepas Y e Colombiana de T. cruzi. A seguir, o efeito de combinações de Rv e Bz, preparadas de acordo com o método de proporções fixas, foi avaliado nesses modelos. A análise dos resultados foi feita por meio do cálculo das concentrações inibitórias fracionárias (FICs) e do somatório das FICs (ΣFICs) para cada combinação. A natureza da interação foi classificada em função do ΣFICs: sinergismo se ΣFIC≤0,5; indiferença (aditividade) se 0,5<ΣFIC<4 e antagonismo se ΣFIC>4. As combinações de Rv e Bz mostraram-se aditivas, com valores de ΣFIC próximo a 1 para ambas as cepas e diferentes formas evolutivas do parasito estudadas. Dessa forma, o próximo passo foi avaliar o efeito do Rv (em forma de pró-fármaco, o E1224) em combinação com o Bz na infecção por T. cruzi in vivo. Inicialmente foi realizado um experimento para definição das doses de E1224 a serem utilizadas em monoterapia. O pró-fármaco foi efetivo em curar camundongos infectados pela cepa Y de T. cruzi de forma mais eficiente do que o composto precursor, o ravuconazol. Não foi observado efeito dose-dependente; os tratamentos com doses de 10 a 50mg/kg de peso induziram 71 % a 100 % de cura. De forma diferente, o tratamento dos animais infectados pelas cepas Colombiana e VL -10 foi eficaz em induzir uma intensa redução da carga parasitária, mas não em induzir cura. Finalmente, o tratamento com combinações de Bz e E1224 administrado a camundongos infectados pela cepa Colombiana resultou em maior taxa de cura, em relação às monoterapias, quando a terapêutica foi iniciada aos 4 dias após a infecção. Entretanto, quando usado um protocolo mais estringente, no qual o tratamento foi iniciado aos 10 dias após a infecção, houve redução significativa da carga parasitária, mas ausência de cura parasitológica. Os resultados obtidos nesse estudo demonstram o benefício da terapia da combinação usando derivados azólicos e benznidazol no tratamento da infecção experimental por T. cruzi e ampliam os dados pré-clínicos relacionados ao uso de combinações de fármacos no tratamento de protozooses. ____________________________________________________________________________________________
ABSTRACT: Chagas disease, caused by the protozoan pathogen Trypanosoma cruzi, remains a challenging infection due to the unavailability of safe and efficacious drugs. Combined therapy is envisioned as an ideal approach since it may improve treatment efficacy whilst decreasing toxicity and the likelihood of resistance development. The objective of this study was to evaluate the effect of treatment with Bz when combined with sterol 14α-Demethylase (CYP51) inhibitors posaconazole (Ps) and E1224 (pro-drug of ravuconazole - Rv) in experimental infection with T. cruzi. Initially, we evaluated the efficacy of Ps in combination with Bz during acute infection of mice with T. cruzi Y strain. The drugs were administered individually or in combination for 20 consecutive days. Bz/Ps combined treatments were found to be significantly more efficacious in inducing higher parasitological cure rates than those observed when the drugs were used alone, indicating a positive interaction between Bz and Ps. In addition, the combined therapy induced a significant reduction of parasite load in mice infected with VL-10, a benznidazole-resistant T. cruzi strain, compared to single administration of drugs. Subsequently, sequential therapy experiments were carried out with Bz or Ps over a short interval (10 days), followed by the second drug administered for the same period of time. It was found that the sequence of Bz followed by Ps provided cure rates comparable with those obtained with the full treatments with either drug alone, with no cures observed for the short treatments with drugs given alone. Considering these promising results, the next step was to investigated the activity of Bz and Rv combinations. First, we performed in vitro experiments to define the nature of interaction between Bz and Rv. IC-50 values for Bz and Rv were determined upon epimastigotas and amastigotes of Y and Colombian strains of T. cruzi. The drug combinations were evaluated on the same models. Drug susceptibility was assessed with a modified fixed ratio isobologram method. Fractional inhibitory concentrations (FICs), sum FICs (ΣFICs) and an overall mean ΣFIC were calculated for each combination. The nature of interaction was classified on the basis of the mean ΣFIC as follows: synergy as mean ΣFIC<0.5, indifference as mean between 0.5 and 4.0 and antagonism as mean ΣFIC>4. The interaction between Bz and Rv was indifferent with ΣFIC near to 1 for both strains. In this way, it was evaluated the effect of Rv (pro-drug, E1224) in combination with Bz upon in vivo infection. First, an experiment to define the optimal dose of E1224 in monotherapy was performed. The pro-drug of Rv, showed activity higher than demonstrated previously for the parent compound in the model of acute murine infection by strain Y. There was no dose-dependent effect, the treatments with 10 up to 50mg/kg weight for 20 consecutive days induced 71% to 100% of cure. Differently, the treatment of animals infected with Colombian or VL-10 strains was very effective in reducing the parasitemia, but led to nil cure rates. Finally, the effect of the E1224 and Bz combination against epimastigote and amastigote of Y and Colombian strains was evaluated. Additionally, the treatment of mice with E1224 in combination with Bz induced higher cure rate in mice infected with Colombian strain when the treatment started 4 days after infection or a significant reduction of parasite load in treatments started 10 days after infection, compared to single administration of drugs. This study expands the preclinical data on drug combinations and provides the basis for further studies as anti-T. cruzi chemotherapy is moving towards multidrug treatment regimens.
Description: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/4750
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 19/03/2015, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 3.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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