Estudos bioquímicos do efeito leishmanicida de inibidores de enzimas modificadoras de histonas em Leishmania braziliensis in vitro e in vivo em modelo murino

Abstract

As leishmanioses são doenças tropicais negligenciadas causadas por espécies patogênicas do gênero Leishmania. Leishmania braziliensis é a principal espécie causadora de leishmaniose tegumentar americana (LTA) no Novo Mundo. O tratamento das leishmanioses é limitado, causa efeitos colaterais graves e os parasitos têm desenvolvido resistência. Histonas Deacetilases (HDACs), Proteínas Argininas Metiltransferase (PRMTs) e Amino-oxidases Dependentes de FAD (LSD1) são enzimas envolvidas no controle da estrutura da cromatina e são possíveis alvos para novos medicamentos contra as leishmanioses. Neste trabalho foram testados 86 inibidores dessas enzimas contra amastigotas intracelulares de L. braziliensis na infecção in vitro e três inibidores foram testados em modelo de infecção animal. Os resultados mostram que oito inibidores de PRMTs e LSD1 apresentaram baixa toxicidade para macrófagos e efeito leishmanicida superior a 50% nos ensaios de infecção. BSF2 foi o inibidor selecionado com o melhor potencial leishmanicida. Para os inibidores de HDAC (HDACi), cinco mostraram efeito leishmanicida significativo, com EC 50 entre 4,38 - 10,21 μM e índice de seletividade de 6 a 21,7. Resultados de citometria de fluxo corroboram com análises de microscopia eletrônica de transmissão indicando que os HDACi levam a alterações no ciclo celular e indução de apoptose em L. braziliensis. A produção de óxido nítrico pelos macrófagos infectados não foi alterada após o tratamento com os cinco principais HDACi. Na experimentação animal, os compostos TH60 (5 mg/kg) e o TH74 (10 mg/kg) diminuíram a lesão na pata dos camundongos infectados, sendo o efeito maior e igual ao do medicamento Glucantime®, respectivamente. A diminuição da lesão corroborou com a ausência de parasitos nas lesões e com o aumento de TNF e INF-γ. As análises bioquímicas e histopatológicas mostraram menor toxicidade dos HDACi em relação ao Glucantime®. Esses resultados demonstram que inibidores de HDAC, PRMTs e LSD1 podem ser promissores para o tratamento da LTA. Palavras-chave: Epigenética. HDACs. Inibidores de HDACs. Leishmania braziliensis

Leishmaniasis are neglected tropical diseases caused by pathogenic species of the genus Leishmania. Leishmania braziliensis is the main species causing american tegumentary leishmaniasis (ACL) in the New World. The treatment of leishmaniasis is limited, causes serious side effects, and the parasites have developed resistance. Histone Deacetylases (HDACs), Protein Arginine Methyltransferase (PRMTs) and FAD-Dependent Amino Oxidases (LSD1) are enzymes involved in the control of chromatin structure and are possible targets for the development of new drugs against leishmaniasis. In this work, 86 inhibitors of these enzymes were tested against intracellular amastigotes of L. braziliensis in in vitro infection and three inhibitors were tested in animal infection model. The results show that eight inhibitors of PRMTs and LSD1 showed low toxicity to macrophages and a leishmanicidal effect greater than 50% in the infection assays. BSF2 was the inhibitor selected with the best leishmanicidal potential. For HDAC inhibitors (HDACi), five showed significant leishmanicidal effect, with EC 50 between 4.38 - 10.21 μM and selectivity index from 6 to 21.7. Flow cytometry results corroborate transmission electron microscopy analysis indicating that HDACi lead to cell cycle changes and apoptosis induction in L. braziliensis. Nitric oxide production by infected macrophages was not altered after treatment with the five main HDACi. In animal experiments, the compounds TH60 (5 mg/kg) and TH74 (10 mg/kg) reduced the lesion in the paw of infected mice, and the effect was greater and equal to that of the drug Glucantime®, respectively. The decrease in the lesion corroborated the absence of parasites in the lesions and the increase in TNF and INF-γ. Biochemical and histopathological analyzes showed lower toxicity of HDACi in relation to Glucantime®. These results demonstrate that HDAC inhibitors, PRMTs and LSD1 may be promising for the treatment of ATL. Keywords: Epigenetics. HDACs. HDAC inhibitors. Leishmania braziliensis