The chemotherapy of chagas' disease: an overview.

The review presents: a) a brief description of the disease; b) a summary of the most important metabolic targets so far identified in Trypanosome cruzi (T. cruzi) along with corresponding inhibitor compounds; c) the current state of knowledge on the trypanothione reductase system of trypanosomatids with reference to oxidative stress defenses; d) detailed discussions on T. cruzi trypanothione reductase inhibitors such as nitrofuranes, naphthoquinones and phenothiazines. As yet, the chemotherapy of Chagas' disease remains an unsolved problem. Further search for new drugs must continue by means of nucleating existing chemotherapy efforts.

Acción inhibitoria de sistemas Fenton sobre la topoisomerasa I de Trypanosoma cruzi y Crithidia fasciculata / Effect of Fenton systems on Trypanosoma cruzi and Crithidia fasciculata topoisomerase I

Los sistemas Fenton (H2O2/Fe o H2O2/Cu) fueron capaces de inhibir la actividad topoisomerasa I de extractos crudos de Trypanosoma cruzi y Crithidia fasciculata. El agregado de compuestos de tioles o complejantes de metales, modificó la inhibición y dicho efecto dependió del metal y del origen de la enzima. El glutation reducido, DL-ditiotreitol, y N-aceti-L-cisteína 1 mM fueron efectivos protectores frente a la inhibición, inducida por el sistema H2O2/Fe, de la actividad presente en T.cruzi, el manitol protegió 37 por ciento, mientras que la histidina y etanol fueron inefectivos. Con la topoisomerasa de C.fasciculata, glutatión reducido, DL-ditiotreitol y N-acetil L-cisteína protegieron 100 por ciento a la enzima de la acción deletérea del sistema Fenton (Fe), los compuestos manitol, histidina y cisteína 1 mM protegieron 48, 34 y 28 por ciento, respectivamente, mientras que el etanol 4 mM fue inefectivo. Con el sistema H2O2/Cu y la enzima de T.cruzi, el DL-ditiotreitol y la histidina 1mM protegieron 100 y 60 por ciento, respectivamente, los otros protectores ensayados fueron menos efectivos. Resultados semejantes se obtuvieron con la topoisomerasa de C.fasciculata. La disminución por sistemas Fenton de la actividad topoisomerasa I de los extractos resultó no ser revertida por posterior incubación con los compuestos que tuvieron efecto protector. Se sugiere que la estructura molecular de la proteína podría actuar como secuestrante de radicales libres generados por los sismtemas Fenton o mediante la unión de metales como el Cu o Fe, facilitando la generación de los mismos in situ. Ambos mecanismos conducirían a la inactivación de la misma.

Acción inhibitoria de sistemas Fenton sobre la topoisomerasa I de Trypanosoma cruzi y Crithidia fasciculata / Effect of Fenton systems on Trypanosoma cruzi and Crithidia fasciculata topoisomerase I

Los sistemas Fenton (H2O2/Fe o H2O2/Cu) fueron capaces de inhibir la actividad topoisomerasa I de extractos crudos de Trypanosoma cruzi y Crithidia fasciculata. El agregado de compuestos de tioles o complejantes de metales, modificó la inhibición y dicho efecto dependió del metal y del origen de la enzima. El glutation reducido, DL-ditiotreitol, y N-aceti-L-cisteína 1 mM fueron efectivos protectores frente a la inhibición, inducida por el sistema H2O2/Fe, de la actividad presente en T.cruzi, el manitol protegió 37 por ciento, mientras que la histidina y etanol fueron inefectivos. Con la topoisomerasa de C.fasciculata, glutatión reducido, DL-ditiotreitol y N-acetil L-cisteína protegieron 100 por ciento a la enzima de la acción deletérea del sistema Fenton (Fe), los compuestos manitol, histidina y cisteína 1 mM protegieron 48, 34 y 28 por ciento, respectivamente, mientras que el etanol 4 mM fue inefectivo. Con el sistema H2O2/Cu y la enzima de T.cruzi, el DL-ditiotreitol y la histidina 1mM protegieron 100 y 60 por ciento, respectivamente, los otros protectores ensayados fueron menos efectivos. Resultados semejantes se obtuvieron con la topoisomerasa de C.fasciculata. La disminución por sistemas Fenton de la actividad topoisomerasa I de los extractos resultó no ser revertida por posterior incubación con los compuestos que tuvieron efecto protector. Se sugiere que la estructura molecular de la proteína podría actuar como secuestrante de radicales libres generados por los sismtemas Fenton o mediante la unión de metales como el Cu o Fe, facilitando la generación de los mismos in situ. Ambos mecanismos conducirían a la inactivación de la misma. (AU)

Myeloperoxidase-generated phenothiazine cation radicals inactivate Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase.

Peroxidase/H2O2/phenothiazine systems irreversibly inhibit Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase (LADH). Inactivation of the parasite enzyme depended on (a) phenothiazine structure; (b) peroxidase nature; (c) incubation time and (d) the presence of a cation radical scavenger. With the myeloperoxidase/H2O2/system, promazine, trimeprazine, thioridazine, promethiazine, prochlorperazine, chlorpromazine and perphenazine were the most effective derivatives out of twelve phenothiazines studied. An electronegative substituent at position 2 of the phenothiazine ring such as Cl, or trifluoromethyl, propionyl and nitrile groups decreased or nullified phenothiazine activity. Myeloperoxidase/H2O2/, horseradish peroxidase/H2O2/, and myoglobin/H2O2/systems activated phenothiazines producing the corresponding cation radicals, myeloperoxidase being the most selective one with respect to phenothiazine structure. The myoglobin/H2O2/system activated phenothiazines that were scarcely active or inactivate with the MPO/H2O2/system, such as the trifluoromethyl derivatives. Production of phenothiazine cation radicals was demonstrated by optical spectroscopy. Phenothiazine cation radical stability depended on their structure as illustrated by promazine and thioridazine. Thiol compounds (GSH, N-acetyl-cysteine and penicillamine), aromatic aminoacids (L-tyrosine, L-tryptophan, and the corresponding peptides) and ascorbate scavenged phenothiazine cation radicals, thus preventing LADH inactivation. Comparison of the summarized phenothiazine effects with those of phenothiazines on T. cruzi suggest the role of cation radicals in phenothiazines chemotherapeutic actions.

Myeloperoxidase-generated phenothiazine cation radicals inactivate Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase

Peroxidase/H2O2/phenothiazine systems irreversibly inhibit Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase (LADH). Inactivation of the parasite enzyme depended on (a) phenothiazine structure; (b) peroxidase nature; (c) incubation time and (d) the presence of a cation radical scavenger. With the myeloperoxidase/H2O2/system, promazine, trimeprazine, thioridazine, promethiazine, prochlorperazine, chlorpromazine and perphenazine were the most effective derivatives out of twelve phenothiazines studied. An electronegative substituent at position 2 of the phenothiazine ring such as Cl, or trifluoromethyl, propionyl and nitrile groups decreased or nullified phenothiazine activity. Myeloperoxidase/H2O2/, horseradish peroxidase/H2O2/, and myoglobin/H2O2/systems activated phenothiazines producing the corresponding cation radicals, myeloperoxidase being the most selective one with respect to phenothiazine structure. The myoglobin/H2O2/system activated phenothiazines that were scarcely active or inactivate with the MPO/H2O2/system, such as the trifluoromethyl derivatives. Production of phenothiazine cation radicals was demonstrated by optical spectroscopy. Phenothiazine cation radical stability depended on their structure as illustrated by promazine and thioridazine. Thiol compounds (GSH, N-acetyl-cysteine and penicillamine), aromatic aminoacids (L-tyrosine, L-tryptophan, and the corresponding peptides) and ascorbate scavenged phenothiazine cation radicals, thus preventing LADH inactivation. Comparison of the summarized phenothiazine effects with those of phenothiazines on T. cruzi suggest the role of cation radicals in phenothiazines chemotherapeutic actions.

Myeloperoxidase-generated phenothiazine cation radicals inactivate Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase

Peroxidase/H2O2/phenothiazine systems irreversibly inhibit Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase (LADH). Inactivation of the parasite enzyme depended on (a) phenothiazine structure; (b) peroxidase nature; (c) incubation time and (d) the presence of a cation radical scavenger. With the myeloperoxidase/H2O2/system, promazine, trimeprazine, thioridazine, promethiazine, prochlorperazine, chlorpromazine and perphenazine were the most effective derivatives out of twelve phenothiazines studied. An electronegative substituent at position 2 of the phenothiazine ring such as Cl, or trifluoromethyl, propionyl and nitrile groups decreased or nullified phenothiazine activity. Myeloperoxidase/H2O2/, horseradish peroxidase/H2O2/, and myoglobin/H2O2/systems activated phenothiazines producing the corresponding cation radicals, myeloperoxidase being the most selective one with respect to phenothiazine structure. The myoglobin/H2O2/system activated phenothiazines that were scarcely active or inactivate with the MPO/H2O2/system, such as the trifluoromethyl derivatives. Production of phenothiazine cation radicals was demonstrated by optical spectroscopy. Phenothiazine cation radical stability depended on their structure as illustrated by promazine and thioridazine. Thiol compounds (GSH, N-acetyl-cysteine and penicillamine), aromatic aminoacids (L-tyrosine, L-tryptophan, and the corresponding peptides) and ascorbate scavenged phenothiazine cation radicals, thus preventing LADH inactivation. Comparison of the summarized phenothiazine effects with those of phenothiazines on T. cruzi suggest the role of cation radicals in phenothiazines chemotherapeutic actions.(AU)

Myeloperoxidase-generated phenothiazine cation radicals inactivate Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase.

Peroxidase/H2O2/phenothiazine systems irreversibly inhibit Trypanosoma cruzi dihydrolipoamide dehydrogenase (LADH). Inactivation of the parasite enzyme depended on (a) phenothiazine structure; (b) peroxidase nature; (c) incubation time and (d) the presence of a cation radical scavenger. With the myeloperoxidase/H2O2/system, promazine, trimeprazine, thioridazine, promethiazine, prochlorperazine, chlorpromazine and perphenazine were the most effective derivatives out of twelve phenothiazines studied. An electronegative substituent at position 2 of the phenothiazine ring such as Cl, or trifluoromethyl, propionyl and nitrile groups decreased or nullified phenothiazine activity. Myeloperoxidase/H2O2/, horseradish peroxidase/H2O2/, and myoglobin/H2O2/systems activated phenothiazines producing the corresponding cation radicals, myeloperoxidase being the most selective one with respect to phenothiazine structure. The myoglobin/H2O2/system activated phenothiazines that were scarcely active or inactivate with the MPO/H2O2/system, such as the trifluoromethyl derivatives. Production of phenothiazine cation radicals was demonstrated by optical spectroscopy. Phenothiazine cation radical stability depended on their structure as illustrated by promazine and thioridazine. Thiol compounds (GSH, N-acetyl-cysteine and penicillamine), aromatic aminoacids (L-tyrosine, L-tryptophan, and the corresponding peptides) and ascorbate scavenged phenothiazine cation radicals, thus preventing LADH inactivation. Comparison of the summarized phenothiazine effects with those of phenothiazines on T. cruzi suggest the role of cation radicals in phenothiazines chemotherapeutic actions.

Inactivacion de la dihidrolipoamida deshidrogenasa de miocardio por Cu(II) y peroxido de hidrogeno / Inactivation of myocardial dihydrolipoamide dehydrogenase by Cu(II) and hydrogen peroxide

Se estudió la inactivación de la dihidrolipoamida deshidrogenasa de corazón porcino (LipDH) por oxi-radicales, generados por Cu(II) suplementado o no con H2O2 (sistema SF-CU(II) o ácido ascórbico (sistema Cu(II)-Asc). As concentraciones utilizadas fueron: 2,5-10 µM Cu(II): 3,0 mM H2O2 y 0,5 mM ascorbato. Después de 5 minutos de incubación, la actividad lipoamida reductasa de la LipDH decayó de manera irrevedrsible: 83-98 por ciento con SF-Cu(II) y Cu(II)-Asc o 46-53 por ciento con Cu(II). La actividad diaforasa aumentó, demostrando un daño localizado de los grupos SH de la LipDH. NAD+, dihidrolipoamida, GSSG, CAPTOPRIL, complejantes de CU(II) (DL-histidina, batocuproína, EDTA y DETAPAG), la tripanotiona y el alopurinol, protegieron la LipDH frente al SF-Cu(II). El GSH, el ditiotretol, la N-acetilcisteína, la mercaptopropionilglicina, la DL-penicilamina y la L-cisteína, protegieron LipDH frente al CU(II) solamente. NADH, ADP (no ATP), OH-DOPAMINA, DOPA, DOPAC y catecol, aumentaron la inactivación de LipDH por el SF-Cu(II) mientras que OH-DOPAMINA aumentó el efecto del Cu(II). Se discute la acción de los oxi-radicales generados por Cu(II), como causa del daño miocárdico por la reoxigenación post-isquemia

Inactivacion de la dihidrolipoamida deshidrogenasa de miocardio por Cu(II) y peroxido de hidrogeno / Inactivation of myocardial dihydrolipoamide dehydrogenase by Cu(II) and hydrogen peroxide

Se estudió la inactivación de la dihidrolipoamida deshidrogenasa de corazón porcino (LipDH) por oxi-radicales, generados por Cu(II) suplementado o no con H2O2 (sistema SF-CU(II) o ácido ascórbico (sistema Cu(II)-Asc). As concentraciones utilizadas fueron: 2,5-10 AM Cu(II): 3,0 mM H2O2 y 0,5 mM ascorbato. Después de 5 minutos de incubación, la actividad lipoamida reductasa de la LipDH decayó de manera irrevedrsible: 83-98 por ciento con SF-Cu(II) y Cu(II)-Asc o 46-53 por ciento con Cu(II). La actividad diaforasa aumentó, demostrando un daño localizado de los grupos SH de la LipDH. NAD+, dihidrolipoamida, GSSG, CAPTOPRIL, complejantes de CU(II) (DL-histidina, batocuproína, EDTA y DETAPAG), la tripanotiona y el alopurinol, protegieron la LipDH frente al SF-Cu(II). El GSH, el ditiotretol, la N-acetilcisteína, la mercaptopropionilglicina, la DL-penicilamina y la L-cisteína, protegieron LipDH frente al CU(II) solamente. NADH, ADP (no ATP), OH-DOPAMINA, DOPA, DOPAC y catecol, aumentaron la inactivación de LipDH por el SF-Cu(II) mientras que OH-DOPAMINA aumentó el efecto del Cu(II). Se discute la acción de los oxi-radicales generados por Cu(II), como causa del daño miocárdico por la reoxigenación post-isquemia (AU)

Diabetes y transporte de calcio en mitocondrias hepaticas / Diabetes and calcium transportation in liver mitochondria

Se aislaron las mitocondrias hepáticas de ratas normales y ratas con diabetes crónica por inyección de estreptozotocina. Se determinó su capacidad de captar Ca2+ en un medio isotónico, con succinato como fuente de energía y Antipirilazo III como indicador de [Ca2+]. Se comprobó que la velocidad de captación fue significativamente menor en las mitocondrias diabéticas. La inhibivión con Ruthenium Red permitió medir la velocidad de eflujo del Ca2+, que resultó significativamente mayor que en las mitocondrias normales. La medida del potencial de membrana con safranina como indicador dio un valor significativamente menor en las mitocondrias diabéticas, en concordancia con la disminución de la captación de Ca2+

Diabetes y transporte de calcio en mitocondrias hepaticas / Diabetes and calcium transportation in liver mitochondria

Se aislaron las mitocondrias hepáticas de ratas normales y ratas con diabetes crónica por inyección de estreptozotocina. Se determinó su capacidad de captar Ca2+ en un medio isotónico, con succinato como fuente de energía y Antipirilazo III como indicador de [Ca2+]. Se comprobó que la velocidad de captación fue significativamente menor en las mitocondrias diabéticas. La inhibivión con Ruthenium Red permitió medir la velocidad de eflujo del Ca2+, que resultó significativamente mayor que en las mitocondrias normales. La medida del potencial de membrana con safranina como indicador dio un valor significativamente menor en las mitocondrias diabéticas, en concordancia con la disminución de la captación de Ca2+ (AU)

Efecto de quinonas y nitrofuranos sobre Trypanosoma mega y Crithidia fasciculata / Effect of quinones and nitrofurans on Trypanosoma mega and Crithidia fasciculata

La valoración in vitro de tripanocidas activos sobre Trypanosoma cruzi es el primer paso para el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos contra la enfermedad de Chagas. Para verificar si una información equivalente puede lograrse con organismos no patógenos, se estudió la acción de varios tripanocidas de t. cruzi sobre T. mega y Crithidia fasciculada. Las drogas se ensayaron sobre el crecimiento de los protozoarios que se midió por la turbiedad de la suspensión celular en medio de cultivo líquido. Una serie de quinonas, incluyendo quinonas lipofílicas, lapachonas, quinina-iminas, benzoquinonas, un quinol (miconidina) y nitrofuranos (nifurtimox y análogos derivados del grupo (5-nitro-2-furfurilideno)-amino (grupo NF) inhibieron el crecimiento de los organismos, especialmente el de T. mega, con I50 menores de 5 micronM, para los compuestos mas activos. La sensibilidad de T. mega fue similar a la de T. cruzi y significativamente mayor que la de C. fasciculata. El cultivo de muestras de T. mega, preincubados con las mismas drogas,d emostró efectos irreversibles con los NF-derivados del pirazol, imidazol, indazol y benzimidazol pero no con el nifurtimox. En iguales condiciones, C. fasciculata fue afectada solamente por la ß-lapachona y una naftoquinona-imina. Estos resultados califican a T. mega como un modelo adecuado para el ensayo inicial de quimioterápicos anti-chagásicos, como lo son C. fasciculata y T. brucei para los tripanosomas africanos

Inhibición de la glutation reductasa por nifurtimox y otros derivados del 5-nitrofurano / Glutathione reductase inhibition by nifurtimox and related nitrofurans

Derivados del 5-nitrofurano portadores de heterociclos nitrogenados insaturados inhibieron la GR de hígado, corazón y riñoz de rata, con mayor eficiencia que portadores de hetereciclos saturados o de grupos de estructura acíclica , como el nifurtimox, la nitrofurazona y el ácido 5 nitro-2-furoico. La inhibición muestra cinética acompetitiva respecto a los sustratos NADPH y GSSG y no implica un ciclo redox del grupo nitro o diversión de electrones al oxígeno, con formación de oxi-radicales. Ell 2-nitroimidazol y su derivado el benznidazolm el 5-nitroindol y el cloranfenicol (derivado del nitrobencilo), no inhibieron la GR. La GP, enzima asociada fisiológicamente a la GR para la desintoxicación de hidroperóxidos no fue inhibida por los nitrofuranos activos sobre la GR, cuando la disponibilidad de GSH fue suficiente para la actividad de la GP. Cuando la actividad de la GR fue limitante de la concentración de GSH, la actividad GP del sistema fue inhibida

Inhibición de la glutation reductasa por nifurtimox y otros derivados del 5-nitrofurano / Glutathione reductase inhibition by nifurtimox and related nitrofurans

Derivados del 5-nitrofurano portadores de heterociclos nitrogenados insaturados inhibieron la GR de hígado, corazón y riñoz de rata, con mayor eficiencia que portadores de hetereciclos saturados o de grupos de estructura acíclica , como el nifurtimox, la nitrofurazona y el ácido 5 nitro-2-furoico. La inhibición muestra cinética acompetitiva respecto a los sustratos NADPH y GSSG y no implica un ciclo redox del grupo nitro o diversión de electrones al oxígeno, con formación de oxi-radicales. Ell 2-nitroimidazol y su derivado el benznidazolm el 5-nitroindol y el cloranfenicol (derivado del nitrobencilo), no inhibieron la GR. La GP, enzima asociada fisiológicamente a la GR para la desintoxicación de hidroperóxidos no fue inhibida por los nitrofuranos activos sobre la GR, cuando la disponibilidad de GSH fue suficiente para la actividad de la GP. Cuando la actividad de la GR fue limitante de la concentración de GSH, la actividad GP del sistema fue inhibida (AU)