Leishmaniasis

Nuevas formulaciones

Nuestro grupo tiene dos líneas de investigación, una de ellas, investigación básica, estudia la biodistribución y distribución celular de nanopartículas (NP) en modelos murinos de leishmaniasis visceral (VL). La otra busca nuevos tratamientos localizados para la leishmaniasis cutánea (CL).

Durante el curso 2020-2021 nos hemos centrado en la segunda. Concretamente hemos avanzado en la optimización de una formulación tópica conteniendo berberina como agente leishmanicida y el terpenoide mentol como promotor de la absorción. Partiendo de un estudio previo que demostró la capacidad de una crema conteniendo baja concentración de mentol (2.5%) para detener la proliferación del parásito y la progresión de la lesión en un modelo murino de CL, realizamos otra formulación tópica con mayor concentración de mentol (10%). Realizamos su caracterización físico-química y estudios de estabilidad de hasta 8 meses en distintas condiciones de temperatura (4, 25 y 70 ºC). Los estudios de permeabilidad ex vivo demostraron mayor permeación de la berberina a altas concentraciones de mentol. In vivo, los estudios de farmacocinética también determinaron mayores niveles plasmáticos del fármaco, aunque el efecto fue transitorio y no continuado durante todos los días de duración del tratamiento (35 días). El resultado fue que no se observaron diferencias significativas, en términos de eficacia, entre la crema formulada con baja (2.5%) o alta concentración de mentol (10%). Con el objetivo de establecer relaciones PK/PD, realizamos estudios in vitro de cinética de eficacia leishmanicida de la berberina a distintas concentraciones en macrófagos infectados. No encontramos una correlación evidente entre la actividad in vitro (IC50), las concentraciones de fármaco libre cuantificadas en el plasma (y que deben ser iguales a las del medio intersticial de la piel) para las cremas y la eficacia in vivo. Estos resultados apuntan al tiempo T>IC50 como principal indicador PK de eficacia para la berberina, aunque esta falta de correlación podría ser también debida a una posible participación del sistema inmune en la actividad observada in vivo o al efecto de ciertos metabolitos del fármaco. Tenemos que realizar más estudios de eficacia con otras pautas de administración para establecer claramente relaciones PK/PD.

Síntesis de compuestos

En esta anualidad, nuestro grupo de investigación ha continuado con la preparación de nuevas moléculas selenadas teniendo en cuenta la presencia de selenoproteínas en algunos parásitos y la importancia del elemento selenio que puede llegar a ser indispensable para la supervivencia del parásito.

El diseño estructural se ha basado en la hibridación molecular buscando la sinergia de farmacóforos para potenciar la actividad leishmanicida y mejorar su selectividad. Entre las series propuestas se han sintetizado nuevos derivados de selenofosforamidatos. La inclusión del grupo fosfato viene justificada por su presencia en la Miltefosina, el único fármaco oral de referencia y aprobado para el tratamiento de esta enfermedad. Esta funcionalización fosforamidato ha sido decorada con distintos grupos alquilícos y arílicos para introducir variabilidad estructural, mejorar la solubilidad y biodisponibilidad. Por otra parte, las entidades 4-aminofenil selenocianato y bis(4-aminofenil)diseleniuro ya habían resultado las más prometedoras en estudios previos del grupo. La reunión de ellos en una misma estructura ha permitido identificar 4 nuevos derivados con mejor perfil biológico que los compuestos previamente obtenidos observándose en uno de ellos una clara interferencia con el sistema redox del parásito alterando los niveles de tioles intracelulares en el sistema tripanotión.

Diagnóstico molecular y dianas terapéuticas

Muchos de los tratamientos contra la leishmaniasis disponibles en la actualidad presentan diversas desventajas, como su toxicidad, baja eficacia y la existencia de cepas resistentes. En consecuencia, la búsqueda y validación de nuevas dianas terapéuticas que permitan el desarrollo de fármacos innovadores se ha convertido en una prioridad sanitaria a nivel mundial. En este trabajo se desarrolla una estrategia de descubrimiento de fármacos basada en la estructura (Structure Based Drug Discovery, SSBD) para el estudio y validación del dominio Lmj_04_BRCT como una nueva diana terapéutica en Leishmania spp.

En primer lugar, la estructura de este dominio se exploró utilizando modelos de homología. Posteriormente, dichos modelos fueron sometidos a experimentos de cribado virtual (Virtual screening, VS) y validación por dinámica molecular, con el objetivo de obtener compuestos capaces de inhibir este dominio. La actividad y toxicidad de los compuestos seleccionados se validaron in vitro utilizando los promastigotes de Leishmania major, L. amazonensis y L. infantum; los macrófagos primarios de ratón; y un modelo de infección in vitro de L. major.

El compuesto CPE2 demostró ser el más activo de los compuestos seleccionados. El tratamiento con CPE2 redujo significativamente la viabilidad de las formas extracelulares (promastigotes) e intracelulares (amastigotes) de Leishmania spp. y redujo significativamente in vitro la carga parasitaria en macrófagos murinos sin exhibir toxicidad en estas células del hospedador. Además, los promastigotes de L. major tratados con CPE2 mostraron niveles de expresión significativamente reducida de varios genes (α-tubulina, Ciclina CYCA y Yip1) relacionados con la proliferación y la resistencia al tratamiento. Nuestros estudios in silico e in vitro sugieren que el dominio Lmj_04_BRCT y los inhibidores recientemente descritos son unas nuevas y valiosas potenciales opciones terapéuticas contra la leishmaniasis.