La historia del canthin-6-ona.

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La historia del canthin-6-ona : un potencial nuevo tratamiento de la enfermedad de Chagas aislado a partir de la planta paraguaya Z. chiloperone (tembetary hu) Alain FOURNET, PhD UMR217 - IRD Laboratorio de Farmacognosía Facultad de Farmacia-Paris 11 Châtenay-Malabry 92290 – Francia

Primer Congreso Paraguayo sobre Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible Hotel Excelsior Asunción, Paraguay 28 Jul. 2010 – 30 Jul. 2010


Proporci贸n de nuevas drogas desarolladas durante el periodo 1975-2005 para las enfermedades desatendidas tropicales y la tuberculosis

Chirac P., Torreele E. Lancet. 2006 May 12; 1560-1561.


Métodos de selección

 Criterios etnofarmacológicos y químiotaxonomicos (presencia de alcaloides)  Actividad in vitro sobre tres cepas de Leishmania y tres clones de Trypanosoma cruzi


Zanthoxylum chiloperone var. angustifolium Engl. (Rutaceae)

tronco

frutas

Nombre vernacular: tembetary hu (tembĂŠ = labio, itĂ = piedra, y = arbol, hu = negro) Uso: antiparasitico, antimĂĄlarico, antiinflamatorio


Aislamiento y identificaci贸n de los principios activos


Esquema de extracción de la corteza del tronco de Zanthoxylum chiloperone (Rutaceae) Cortezas del tronco de Zanthoxylum chiloperone (1.9 kg) Amoladura y alcalinización Con NH4OH

Soxhlet CH2Cl2 y Soxhlet MeOH

Extracto CH2Cl2 44 g

Extracto MeOH 258.5 g

CC= columna cromatográfica CLHP = cromatografía líquida de alta performance

CC flash elución AcOEt/ CH2Cl2 (8:2)

f1 f2 3.81 g16.52 g

f3 2.32 g

f5 f6 f7 f8 f4 3.78 g 1.99 g 1.65 g 1.99 1.88 g g O (v/v) Et2O/Ac Cristalización en acetona 2

f3b f4a f4b F6a f3a 16.52 g 520 mg1.84 g 1.94soluble g 1.35 g canthin-6-ona 3.2 g

F6b insoluble 306 mg

f9 6.52 g

CLHP semi-preparativa con 197 mg 5-metoxi-canthin-6-ona 150 mg


MolĂŠculas responsables de la actividad antifĂşngica Candida albicans

Perfil CCM (a 254 nm)

5-metoxi-canthin-6-ona

canthin-6-ona

1 1

2

2

N-oxi-canthin-6-ona

3 3

34

4


Aspergillus fumigatus (cepa resistante)

C6 3

11 22

Saccharomyces cerevisiae

34

3

C6

1

2

Canthin-6-ona Candida albicans

11

22

3 34 C6

Cryptococcus neoformans

3

C6

1

2


Actividad antifĂşngica del canthin-6-ona y de 5-MeO-canthin-6-ona

Thouvenel C., Gantier J. C., Duret P., Fourneau C., Hocquemiller R., Ferreira M. E., Rojas de Arias A., Fournet A. (2003) Antifungal compounds from Zanthoxylum chiloperone var. angustifolium. Phytotherapy Research 17, 678-680



Estudio biol贸gico sobre Trypanosoma cruzi


Químoterapia existante de la enfermedad de Chagas Fase aguda

Benznidazole

Nifurtimox

Ningún tratamiento realmente eficaz para tratar la fase crónica


Drogas en estudio preclínico o en desarollo clínico

D0870 (Zeneca Pharmaceuticals)

BMS-207,147 (ravuconazole)

SCH56592 Posaconazole (Schering)

UR-9825 (Grupo Uriach)

TAK-187 (Takeda Co)

Compuestos antifúngicos de tipo triazoles


Características de la droga ideal para tratar la enfermedad de Chagas  Nuevo tratamiento por adultos y niños eficaz en los estadios agudo y crónico  Prioridad a la formulación pediatrica  Eficaz contra todas las cepas de T. cruzi

 Menos tóxico y más eficaz que las drogas en el mercado  « Facil de uso » – Tratamiento de 30 dias maximo – De preferencia por via oral – De preferencia una vez por dia

 Estable en medio tropical  Costo abordable


Compuestos de origen natural activos in vivo sobre Trypanosoma cruzi

‌.no hay !!


Compuestos aislado y probados en la enfermedad de Chagas experimental

Canthin-6-ona

N-oxi-canthin-6-ona

N N

O

5-metoxi-canthin-6-ona

benzo[4,5]-canthin-6-ona


QuĂ­moterapia de la enfermedad de Chagas

Efecto del benznidazole, canthin-6-ona y 5-MeO-canthin -6-ona en ratones Balb/c infectados con Trypanosoma cruzi en fase aguda Patente IRD/Universidad Nacional de Asuncion: PCT/FR03/03459 du 24/11/2003. J. Ethnopharmacol. 2007, 109, 258-263


Serología ensayos in vivo fase crónica (cepa CL, T. cruzi)

J. Ethnopharmacol., 2007, 109, 258

Serología: ELISA anti-T. cruzi. 1/ 75 dias post-infección; 15 dias post-tratamiento 2/ 105 dias post-infección; 45 dias post-tratamiento. Valor de P vs no tratados Patente IRD/Universidad Nacional de Asuncion: PCT/FR03/03459 du 24/11/2003





Nueva Estrategia de Desarollo - Investigación Para preservar el recurso natural: dos opciones

Extracción

•Uso de recursos renovables (hojas, frutos, semillas…) • Preparación de extractos estandarizados • Confirmación de la eficacia • Busqueda de socios industriales

Síntesis

•Preparación por via síntetica de una biblioteca de canthinonas • Optimización • Estudios de farmacología • Cambio de escala


ESTUDIOS A PARTIR DE LOS EXTRACTOS


La bioautografĂ­a Cryptococcus neoformans

Candida albicans Fase mobile : CH2Cl2/MeOH (8/2)

Extracto CH2Cl2

Extracto MeOH

Ketoconazole

Extracto CH2Cl2

Extracto MeOH Ketoconazole


Anรกlisis por HPLC

Cromatogramas de los productos de referencias (HPLC-UV)



Concentraciones en compuestos activos de los varios extractos preparados a partir de los diferentes organos de Z. chiloperone Canthin-6-one (mg/g extracto)

5-MeO-canthin6-one

N-oxido-canthin6-one

Corteza de tronco (diclorometano)

64,7

29,4

63,2

Corteza de tronco (metanol)

85,6

19,1

8,2

Hojas (diclorometano)

5.2

10.8

ND

Hojas (metanol)

2.5

5.0

ND

Frutos

ND

3.5

ND

Corteza de raiz

8.2

2.5

ND

Resina

0.6

5.0

1.9

ND= no detectado


Actividad tripanocida in vitro de los extractos de Z. chiloperone (formas tripomastigote e amastigote) Tripomastigotes (% lisis)*

Amastigotes Intracelulares (ÂľM)

Corteza de tronco (diclorometano)

51

-

Corteza de tronco (metanol)

56

-

Hojas (diclorometano)

73

-

Hojas (metanol)

78

-

Frutos

45

-

Corteza de raiz

48

-

Canthin-6-ona

79

15,1

90

5-metoxi-canthin-6-ona

75

15,1

66,4

100

-

-

87

192

97,5

Violeta de genciana Benznidazole *% de lisis a 250 Âľg/ml

% anti-amastigotes actividad


ACTIVIDAD IN VIVO DEL EXTRACTO ETANOLICO DE HOJAS SOBRE RATONES INFECTADOS CON T. CRUZI

Cepa CL

Cepa Y


Elaboración de una pomada antifúngica a base de un extracto total de la corteza de Z. chiloperone var. angustifolium

pomada

« pie de atleta » tratado con la pomada

Uña con infección fúngica

… y tratado con la pomada durante tres meses


ESTUDIOS A PARTIR DE LAS MOLECULAS DE SINTESIS


Síntesis química


Síntesis de la canthin-6-ona y sus análogos (ciclización de Bischler-Napieralski) R1 R3 R2

O

O

NH2

N H

R1

O

R3 R2

NH

O

N H

CH2Cl2, 18h, AT Amberlit H-15 ¨ MeOH, 18 h, 60¡C

O

HO R1 R3

R1

NH

R2

POCl3

N O R2

R3

N H

MeO

N H

refluxing benzene, 2h

MeO DBU, CH2Cl2, 18h, AT

N N

55 % O

O

O


Unos compuestos análogos obtenidos

10-metoxi-canthin-6-ona

9-fluoro-canthin-6-ona

1,4-di-fluorobenzo[4-5]canthin-6-ona

2-metil-canthin-6-ona

pirazino[4-5]-canthin-6-ona

 Síntesis de más de 40 canthinonas

benzo[4-5]-canthin-6-ona

ciclohexil[4-5]-canthin-6-ona

Soriano-Agaton F., J. Nat. Prod. 2005, 68, 1581



Optimización de la síntesis    

Majoramiento de los rendimientos (80-85 %) Preparación de 2-3 g de un golpe Nuevo metodo « one spot » Reducción drástica de los residuos y de los catalizadores con metales pesados


Enfoque del mecanismo de acci贸n Busqueda de blancos potenciales


Canthin-6-ona antif煤ngica se acumula en las gotas lipidicas y afecta el metabolismo de los acidos grasos de Saccharomyces cerevisiae

Localizaci贸n de canthin-6one en el colorante rojo de Nilo en Saccharomyces cerevisiae por microscopia confocal

Hipotesis: una estimulaci贸n de la cadena alkila de la enzima desaturasa. Los agentes antif煤ngico clasicos no afectan el nivel de desaturasa. Lagoutte et al., Biomed. Pharmacother. 2008, 62, 99

.



Actividad in vivo del canthin-6-ona C6 20 VO (canthin-6-one 20 mg/kg/j par voie orale)

C6 20 IP

100%

100%

80%

80%

60%

60%

40%

40%

Jours

Jours 20%

20%

0%

0% J0

J1

J2

J3

J4

J5

J6

J7

J8

J9

J10

J11

J12

J13

J0

J14

J1

J2

J3

J4

J5

J6

J7

J11

J12

J13

J14

C6 10 IP 100%

80%

% de survie

60% 40%

No tratado

20%

fluconazole

0%

Canthin-6-ona

J0

J1

J2

J3

J4

J5

J6

J7

J8

J9

J10

Jours

J8

J9

J10

J11

J12

J13

J14


Actividad in vivo de la 9-fluoro-canthin-6-ona C6-9F 20 VO 100% 80% % de survie

60% 40%

20% 0% J0

J1

J2

J3

J4

J5

J6

J7

J8

J9

J10

J11 J12 J13 J14 Jours

C6-9F 20 IP 100% 80%

% de survie

60%

40%

no tratado 9-fluro-canthin-6-one kĂŠtoconazole

20% 0% J0

J1

J2

J3

J4

J5

J6

J7

J8

J9

J10 J11 J12 J13 J14 Jours


Relación estructura-actividad

la metilación reduce la actividad

la metoxilación reduce la actividad 10

2

9

N

un atómo de fluor favorece la actividad

N 4 O

la quaternización reduce la actividad

5

auscencia de sustitución


Colaboraci贸n entre IRD y DNDi (Drugs for Neglected Diseases initiative)


Consorsio « canthin »  IRD, CNRS, Paris 11 (Francia), Universidad Nacional de Asuncion (Paraguay): redes y proveedores de hits  Centre for Drug Candidate Optimisation (CDCO), Monash Institute of Pharmaceutical Sciences, Australia, ADMET (administración, distribución, metabólismo, excreción y toxicología), bioensayos in vitro contra Trypanosoma cruzi  Alpha Chimica (Francia): síntesis de canthin6-ona y derivados


OTROS ESTUDIOS CON CANTHIN-6-ONA

 Estudio farmacéutico de la forma galénica  Preparación de sales de canthinonas y ensayos de cristalización  Perfíl fisicoquímico y formulación  Estudio de la estabilidad física y química bajo estrés y estudio de polimorfismo  Formulación relevante por la administración por via oral


Parametros farmacologicos de la canthin-6-ona

Propriedades fisicoquímicas – in silico predictions consistent with “drug-like” properties – Moderate to good aqueous solubility, pH dependent – Moderately protein bound (91.1%)

Intermediate to high in vitro metabolism (microsomes) – EH 0.80 (mouse); 0.63 (human)

High permeability in PAMPA (52% recovery)

In vivo mouse exposure – Rapidly absorbed following IP dosing; Cmax ~5 min – Good exposure following PO dosing; Cmax ~15min, exposure out to >7.5h – Data suggests reasonable oral BA

Structure-based toxicity alerts – No alerts – Toxicity: LD50 reported at around 400 mg/kg.



Perspectivas A corto plazo: • Micropropagación de plantines (comunidades campesinas en Itaipu) • Desarollo local de productos fitofarmacos con extractos para tratamiento de las infecciones fúngicas •Estudios complementarias de la actividad antichagasica, de toxicología del extracto Con las canthin-6-onas y derivados de síntesis: • Nuevos analogos, optimización de la síntesis, nuevas propriedades biológicas (malaria…), toxicología, cambio de escala (scale-up), farmacología, formulación…..


ANUNCIO Busquamos inversionistas o facilidores en Paraguay para desarollar productos antifĂşngicos a base de Z. chiloperone (hojas) Uso como fitofarmacos para medicinas humana y veterinaria


Muchas gracias a todas las personas que participaron a los estudios sobre Z. chiloperone y las canthin-6-onas Instituto de Investigaciones en las Ciencias de la Salud, Departamento de Medicina Tropical, Universidad de Asunción, Asunción, Paraguay - Dra Antonieta Rojas de Arias -Lic. Maria Elena Ferreira, - Lic. Ninfa Vera de Bilbao -Dra Alicia Schinini - Dr Hector Nakayama, - Lic. Susana de Ortiz, - Lic. Luis Sanabria, - Lic. Elva Serna

Laboratoire de Pharmacognosie, UMR 217(CNRS-Paris 11, IRD), Faculté de Pharmacie, Université ParisSud, Châtenay-Malabry France -Pr Reynald Hocquemiller Dr Bruno Figadère, Pr Erwan Poupon -- Dra Delphine Lagoutte Dra Flor Agaton Dr Gerardo Cebrian -Dr Alain Fournet CEDIC, Asuncion, Paraguay: Dra Antonieta Roja de Arias Dra Celeste Vega

Dra Miriam Rolon

Alpha Chimica, Faculté de Pharmacie, Châtenay-Malabry, France: Dr. Bernardin AKAGAH Dr Anh Tuan LORMIER


Muchas gracias por su atenci贸n !!


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