De parásitos y antiparasitarios

SOLANA HUGO

Omniscriptum GmbH & Co. KG - Publicia

Lugar: Saarbrücken; Año: 2013 p. 173

978-3-639-55369-7

RESUMEN El presente trabajo está dirigido fundamentalmente a buscar y analizar la correlación entre la actividad antimicrotubular y el metabolismo de fármacos benzimidazoles (BZD), examina las características más sobresalientes de los microtúbulos de mamíferos y helmintos con mención a las drogas antimicrotubulares albendazole (ABZ) y albendazole sulfóxido (ABZSO). Se analiza la estructura molecular de la droga madre y su metabolito, además se evalúa en el marco de sus propiedades farmacológicas las características enantioméricas de ABZSO, como así también su patrón de metabolismo. Los microtúbulos (MT), uno de los componentes celulares más dinámicos, están presentes en todas las células de eucariotes. Se ha observado su participación en una variedad de funciones celulares tales como mitosis, movimiento de cilias y flagelos, motilidad y mantenimiento de la forma celular, transporte intracelular y secreción. En el sistema nervioso, los microtúbulos están involucrados además en la extensión de los procesos (dendritas y axones) y en el transporte axoplásmico. Poseen un diámetro externo de 25 nm  y están formados por moléculas proteicas (tubulina) las cuales se presentan como un heterodímero de dos subunidades globulares unidas  ( y tubulina) con un peso molecular de 50-55 Kd cada una. Han sido identificadas diferentes isoformas para cada subunidad. Algunas de ellas son consecuencia de la expresión de diferentes genes y otras de producto de modificaciones postraduccionales. En parásitos, en los últimos años se ha avanzado en forma considerable con respecto a la ubicación de sus microtúbulos y a la variedad de funciones que realizan dentro de la célula parasitaria además de su conocida y activa participación en la división celular.          La disrupción del equilibrio MT-tubulina debido al efecto de drogas antimicrotúbulos origina una reacción en cascada que confluye en la pérdida de la homeostasis celular y si estas condiciones son mantenidas en el tiempo puede resultar letal para la célula implicada. En el caso de los antihelmínticos BZD, estos requieren de un cierto tiempo para iniciar su acción y este particular mecanismo de acción hace que el efecto sobre los parásitos  no sea inmediato.          Una de las principales causas primarias de pérdidas económicas en producción animal en todas partes del mundo es el parasitismo; la falta de integración entre el manejo animal, el tratamiento, y el incorrecto uso de drogas antihelmínticas, debido al desconocimiento de sus propiedades farmacológicas y de los factores que alteran las mismas, son elementos determinantes en la falla del control antiparasitario en condiciones de producción.          A pesar de existir nuevas medidas de control, el tratamiento químico de los parásitos continúa siendo una de las herramientas más utilizadas con este fin,  su uso con cierto éxito recién comienza a principios del siglo XX. En este contexto, los antihelmínticos BZD siguen jugando un rol preponderante dentro del arsenal químico alcanzado una notable trascendencia terapéutica a lo largo de muchos años, en razón de sus características de espectro, baja toxicidad y bajo costo.                    En este trabajo se presentan evidencias con respecto al efecto que ABZ y ABZSO  generan in vitro e in vivo sobre la polimerización de microtúbulos de cerebro de rata y sobre una particular modificación postraduccional (detirosinación/tirosinación) que ocurre sobre a tubulina. Dicha modificación se expresa sobre los dímeros solubles de a tubulina. La presencia de una droga despolimerizante de microtúbulos, como es ABZ, genera una rotura del equilibrio dímero/polímero aumentando la oferta de sustrato a ser tirosinado in vivo. Los procesos de metabolización y eliminación del xenobiótico permiten el rearmado del MT pero con una mayor cantidad de a tubulina tirosinada.          Se analizan comparativamente por técnicas inmunoquímicas en geles de poliacrilamida las características moleculares de tubulina de mamífero y de diferentes helmintos (F. hepatica, A. suum y M. expansa), detectándose diferencias cuali y cuantitativas para todos los casos analizados, llegando en el caso de F. hepatica a presentar diferencias moleculares importantes no detectándose con los anticuerpos monoclonales utilizados.          Con respecto al metabolismo hepático de ABZ en mamíferos se realizaron ensayos utilizando un inhibidor del sistema FMO (metimazole) demostrándose que dicha droga antitiroidea no sólo posee un efecto inhibitorio sobre el metabolismo de drogas a través del sistema FMO, NADPH-dependiente, sino que también  inhibe el sistema citocromo P450 debido a que metabolitos oxigenados de metimazole generados por el sistema FMO son sustrato para el sistema P450. En helmintos, la metabolización de BZD hasta hoy no había sido analizada en las especies en la cual se desarrolla la presente Tesis donde se demuestra que Fasciola hepatica, Ascaris suum y Moniezia expansa son capaces de sulfoxidar y sulforeducir BZD utilizando fracciones microsomales y citosólicas. Dichos procesos metabólicos se expresan con mayor o menor intensidad dependiendo de la especie de helminto analizada. La principal capacidad sulfoxidativa fue determinada en el trematode F. hepatica llegando incluso en un segundo paso a generar el metabolito inactivo ABZ sulfona. Por otra parte los fenómenos sulforeductivos se expresaron con mayor intensidad cuando se analizaron las fracciones microsomales y citosólicas de M. expansa. Así mientras la alta capacidad sulfoxidativa en las fracciones de F. hepatica  podría explicar una de las causas de la aparente baja susceptibilidad de los trematodes a este tipo de drogas antihelmínticas, la importante actividad sulforeductiva observada en  M. expansa facilita los efectos tóxicos debido a la mayor actividad farmacológica de ABZ con respecto a ABZSO aportando al entendimiento de la mayor sensibilidad de dicho helminto a este tipo de fármacos.          Dado que ABZ es rapidamente metabolizado, el efecto farmacológico logrado es a consecuencia de su metabolito ABZSO y siendo dicho fármaco un compuesto quiral se hace relevante la caracterización enantiomérica de la unión de dicho compuesto a su proteína blanco. Por ello se caracterizó mediante la utilización de columnas de gel filtración, la afinidad de ABZSO a diferentes proteínas citosólicas de mamífero y citosólicas de helmintos. Cuando se analizó su capacidad de unión a proteínas de mamífero (citosol de hígado y cerebro y tubulina purificada de cerebro de cerdo) dicha unión fue de muy baja afinidad (entre 0,0008 y 0,003 mg de ABZSO/mg proteína) y siempre tuvo características racémicas. En el caso de su afinidad a proteínas citosólicas de helmintos no sólo se logró una mayor afinidad de unión sino que esta tuvo manifiestas características enantioselectivas. Mientras que Monieziaexpansa fue el helminto con mayor afinidad de unión con 4,17 ng de ABZSO/mg prot y Ascaris suum  con 2,5 ng de ABZSO/mg prot,  F. hepatica solo unió 1,07 ng de ABZSO/mg prot., predominando la unión del enantiómero (-) ABZSO mientras que el (+) ABZSO fue el predominante en el nematode y cestode. En el análisis enantiomérico de las diferentes magnitudes de unión  de ABZSO para cada helminto analizado, se observó que las diferencias detectadas se corresponden a diferencias generadas en la unión del enantiómero (+)ABZSO,  mientras que la unión de (-)ABZSO se mantiene casi sin diferencias  en  los  tres  helmintos.  Estos hallazgos le restan trascendencia a la participación de (-) ABZSO como único generador del efecto farmacológico y orientan a una activa participación de (+) ABZSO en la generación del efecto antihelmíntico.            Los resultados presentados en la presente Tesis Doctoral aportan a la comprensión de la relación entre el potencial enantioselectivo y el efecto farmacológico de este tipo de drogas antihelmínticas. Las diferencias detectadas en cuanto al comportamiento enantioselectivo en la unión a proteínas citosólicas y las particularidades metabólicas de cada especie analizada son un aporte hacia la comprensión de la actividad farmacológica de estas formas enantioméricas siendo relevante para la optimización del uso de éstos fármacos antihelmínticos en medicina humana y veterinaria