Evaluación de la actividad y mecanismos de acción de nuevos productos de origen natural y sintético frente a kinetoplástidos

Resumen

La presente Tesis Doctoral enmarcada en el programa de Doctorado de Ciencias Médicas y Farmacéuticas, Desarrollo y Calidad de Vida de la Universidad de La Laguna, se ha desarrollado en el laboratorio de Quimioterapia en Protozoos y Amebas de Vida Libre del Instituto Universitario de Enfermedades Tropicales y Salud Pública de Canarias. En concreto, este laboratorio pertenece al departamento universitario de Obstetricia y Ginecología, Pediatría, Medicina Preventiva y Salud Pública, Toxicología, Medicina Legal y Forense y Parasitología, área de Parasitología. La leishmaniosis y la enfermedad de Chagas son dos de las enfermedades tropicales más prevalentes junto a la malaria. En la actualidad, ambas enfermedades se han convertido en importantes retos sanitarios que resolver a nivel mundial provocando la muerte de entre 10.000 ¿ 30.000 personas cada año. La leishmaniosis y la tripanosomiasis americana son enfermedades causadas por protozoos parásitos que originan un gran impacto clínico, social y económico en la población de países tropicales y subtropicales. Leishmania spp. es el agente causal de la leishmaniosis. Esta enfermedad puede presentar fundamentalmente tres formas clínicas: cutánea, mucocutánea y visceral, siendo esta última la más severa y mortal. La enfermedad de Chagas por su parte, causada por Trypanosoma cruzi, afecta fundamentalmente al corazón o el aparato digestivo en su fase crónica, pudiendo ser letal. El principal inconveniente para combatir estas enfermedades es que no existen vacunas para prevenir la infección y, además, el tratamiento contra estos tripanosomátidos es limitado y tiene múltiples inconvenientes como la alta toxicidad, el elevado coste, el tratamiento prolongado y el desarrollo de cepas cada vez más resistentes a los fármacos disponibles. Por ello, se hace urgente la búsqueda de nuevos compuestos con actividad leishmanicida y trypanocida eficaces y seguros en los pacientes. La naturaleza sigue siendo en la actualidad la principal fuente de compuestos bioactivos fundamentales para el desarrollo de nuevos fármacos. Estos productos de origen natural pueden servir como medicamentos en su forma original, o bien, pueden ser modificados químicamente para optimizar su eficacia terapéutica. En este sentido, la mayor fuente de productos naturales bioactivos estudiada hasta la fecha han sido las plantas terrestres, basándose en la medicina tradicional. Sin embargo, cada vez son más los estudios que demuestran el alto potencial terapéutico de los compuestos extraídos a partir de organismos marinos como las algas. Por lo tanto, la investigación y el aislamiento de productos de origen natural, así como sus modificaciones químicas, pueden ser decisivos en el descubrimiento de nuevos fármacos frente a la leishmaniosis y la enfermedad de Chagas. En relación con esto, en la presente tesis doctoral se ha llevado a cabo la recolección y fraccionamiento bioguiado del alga Gongolaria abies-marina, con la finalidad de aislar compuestos puros con propiedades leishmanicidas y trypanocidas. Esta alga parda ha demostrado en otras investigaciones ser una fuente de moléculas con una gran diversidad de actividades biológicas entre las que destacan su actividad anticancerígena, antipalúdica y leishmanicida. El fraccionamiento del extracto crudo del alga llevado a cabo en la presente tesis permitió el aislamiento de cuatro meroterpenoides que mostraron una potente actividad leishmanicida y trypanocida, similar a los fármacos de referencia, así como una baja citotoxicidad en macrófagos murinos. Además, se demostró mediante los ensayos de mecanismos de acción que estos meroterpenoides eran capaces de inducir una muerte celular programada similar a la apoptosis y autofagia en los parásitos de L. amazonensis, L. donovani y T. cruzi. Por lo tanto, los meroterpenoides aislados del alga G. abies-marina podrían ser considerados como potentes agentes terapéuticos con buenas estructuras para el desarrollo de nuevos fármacos antiparasitarios. Por otro lado, y teniendo en cuenta a las plantas medicinales como otra fuente fundamental de compuestos bioactivos, se procedió a la evaluación de la actividad antiparasitaria frente a Leishmania spp. y T. cruzi de análogos sintéticos de la withaferina A (WA). Este compuesto ha sido aislado a partir de la planta medicinal Withania aristata en estudios previos y es conocido por su prometedora actividad antitumoral contra el cáncer de ovario, así como su reciente reportada actividad leishmanicida y trypanocida. En la presente tesis se evaluó la actividad leishmanicida y trypanocida de dos bibliotecas de derivados de la WA sintetizados con el fin de aumentar su potencial clínico como agentes anti-kinetoplástidos: veinticuatro análogos de éteres de silicio de la WA y catorce análogos de WA. En ambos casos, los análogos de WA demostraron una actividad leishmanicida y trypanocida superior a los fármacos de referencia, así como una baja citotoxicidad frente a macrófagos murinos. Los ensayos de mecanismos de acción permitieron elucidar que los derivados de la WA eran capaces de inducir una muerte celular programada similar a la apoptosis y la autofagia en los parásitos ensayados (L. amazonensis, L. donovani y T. cruzi). Estos hallazgos apoyan el potencial terapéutico de los análogos relacionados con la withaferina A como agentes leishmanicidas y trypanocidas que podrían utilizarse en la terapia frente a ambas enfermedades en el futuro