Efecto de aspirina y su combinación con benznidazol sobre el desarrollo de la cardiomiopatía Chagásica, en un modelo murino

Abstract

La enfermedad de Chagas es causada por el protozoo flagelado Trypanosoma cruzi y afecta aproximadamente, a 8 millones de personas en América Latina. Se estima que cerca de 28 millones de personas están en riesgo de contraerla, entre el sur de California en Estados Unidos, hasta la sexta región en Chile. Alrededor del 30% de los pacientes desarrollan la fase crónica de la enfermedad, caracterizada por la llamada cardiomiopatía chagásica, con falla cardiaca y arritmias potencialmente fatales, originando una alta morbilidad en la población afectada. Se ha propuesto que el Tromboxano A2 (TXA2) y la prostaglandina E2 (PGE2) participarían activamente en el desarrollo de las alteraciones presentes en la cardiopatía chagásica. El TXA2 produce activación endotelial al aumentar la expresión de moléculas de adhesión como ICAM-1 y VCAM-1. Este mediador también promueve la activación/agregación y degranulación plaquetaria como parte de su actividad protrombótica. La PGE2, participa en algunos de los mecanismos que el T. cruzi utiliza para evadir la respuesta inmune innata y contribuye al remodelamiento cardiaco y a la alteración de la función cardiaca (procesos fibróticos). La síntesis de TXA2 y PGE2 es inhibida por aspirina (AAS) y otros fármacos antiinflamatorios no esteroidales (AINEs). El tratamiento actual de la enfermedad de Chagas, con los nitroderivados nifurtimox, benznidazol (Bz), es efectivo en la fase aguda, pero los efectos adversos de estos fármacos y la diferente susceptibilidad de las distintas cepas de parásitos pueden afectar la terapia. Trabajos preliminares de nuestro laboratorio, mostraron que la aspirina redujo la infección de T. cruzi en células RAW 264.7 y presenta un efecto sinérgico con nifurtimox y benznidazol. Asimismo, en un modelo agudo en ratones BALB/c infectados, la aspirina redujo la parasitemia, la extensión de miocarditis y la mortalidad. De acuerdo a estos antecedentes, en este trabajo se estudió el efecto antichagásico de un tratamiento asociado de AAS y Bz en un modelo de infección crónica con T. cruzi en ratones BALB/c. Los animales infectados con 500 tripomastigotes de la cepa Dm28c, fueron tratados con AAS a una dosis antiagregante plaquetaria (2 mg/kg/día) o una dosis antiinflamatoria (40 mg/kg/día) y/o con Bz (30 mg/kg/día o 100 mg/kg/día) durante 20 días. Los ratones infectados desarrollaron altas parasitemias, una mortalidad de un 50% y lesiones características de una cardiomiopatía chagásica. Estos animales además, presentaron una expresión aumentada de ICAM-1 en tejido cardiaco y niveles plasmáticos elevados de TXA2, sICAM-1 y sE-selectina, los cuales son reconocidos como marcadores de disfunción endotelial. Durante la etapa aguda de la infección, el tratamiento con AAS 2 y 40 mg/kg/día, no disminuyó los niveles de parasitemia y sobrevida de los animales infectados con T. cruzi. Por otro lado, en el tejido cardiaco de los ratones tratados con AAS, es posible observar una disminución del infiltrado inflamatorio; sin embargo, la presencia de nidos de amastigotes no fue diferente a la del grupo control. Por el contrario, los animales tratados con Bz 30 mg/kg, presentaron bajos niveles de parasitemia y pequeños focos de infiltrado inflamatorio. Este efecto fue superior con la administración de Bz 100 mg/kg/día, ya que estos animales no presentaron parasitemia, ni tampoco se observaron nidos de amastigotes e infiltrado inflamatorio en el tejido cardiaco. Respecto de la sobrevida, ambas dosis de benznidazol fueron igualmente eficaces. Durante la etapa crónica, ambas dosis de AAS como de Bz, disminuyeron las lesiones del tejido cardiaco y la expresión de ICAM-1. Respecto de los niveles plasmáticos de marcadores de disfunción endotelial, AAS 2 y 40 mg/kg normalizó los niveles sICAM-1 y TXA2. De manera similar, ambas dosis de Bz disminuyeron los niveles plasmáticos de estos marcadores. Los resultados de los estudios de combinación mostraron que la adición de AAS 2 o 40 mg/kg a los animales tratados con Bz 30 mg/kg, no aumenta el efecto de Bz sobre los marcadores de disfunción endotelial. En conclusión, en nuestro modelo de infección, si bien el tratamiento con AAS 2 y 40 mg/kg es capaz de prevenir las lesiones cardiacas características de la fase crónica, no presenta los efectos tripanocidas observados con ambas dosis de Bz. Por otro lado, la combinación de AAS y Bz no mostró efecto superior sobre parasitemias, mortalidad y presencia de amastigotes en el tejido cardiaco, cuando se compara con los animales que recibieron sólo Bz 30 mg/kg. Más aún, el tratamiento sólo con Bz 30 mg/kg/día moduló la inflamación cardiaca y el desarrollo de disfunción endotelial, efectos que tampoco fueron mejorados con la combinación con AAS 2 o 40 mg/kg/día.

Chagas’ disease, caused by the flagellated protozoa Trypanosoma cruzi, affects 8 million people in Latin America. It has been estimated that 28 million people are at risk to get infected, from south California in United States, to sixth region in Chile. Approximately, 30% of patients develop the chronic phase of the disease, characterized by the Chronic Chagasic Cardiomyopathy, with heart failure and severe/fatal arrhythmias, originating a high morbidity in affected population. It has been proposed that Thromboxane A2 (TXA2) and Prostaglandin E2 (PGE2) participate actively in the development of cardiac alterations in the chronic phase. TXA2 activates the endothelium by increasing cellular adhesion molecules expression, such as ICAM-1 and VCAM-1. This mediator promotes also the platelet activation/aggregation and degranulation as part of its pro-thrombotic activity. PGE2 participates in some of the mechanisms that T. cruzi uses to avoid innate immune response and contribute to cardiac remodeling and functional alterations (fibrosis). Synthesis of TXA2 and PGE2 in inhibited by aspirin (ASA) and other non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). Current Chagas’ disease treatment, with the nitroderivatives nifurtimox or benznidazol (Bz), is effective in acute phase of the disease, but therapy is highly compromised by adverse effects related to these drugs and the variable susceptibility of different T. cruzi strains to antichagasics. Preliminary work from our group shows that ASA reduced T. cruzi infection in RAW 264.7 cells and elicited a synergistic effect with nifurtimox and Bz. In a similar way, ASA reduced parasitemia, myocarditis and mortality, in an acute infection model in BALB/c mice. According with this information, in this work we studied the antichagasic effect of ASA and Bz treatment in a model of chronic infection with T. cruzi in BALB/c mice. Animals infected with 500 trypomastigotes of Dm28c strain, were treated with ASA using an antiplatelet dose (2 mg/kg/day) or a higher dose as anti-inflammatory (40 mg/kg/day) and/or with Bz (30 mg/kg/day or 100 mg/kg/day) for 20 days. Infected mice developed high parasitemia, 50% mortality and characteristic lesions of chagasic cardiopathy. In addition, these animals presented augmented expression of ICAM-1 in cardiac tissue and elevated plasma levels of TXA2, sICAM-1 and sE-selectin, which are recognized endothelial dysfuncion markers. During acute phase of infection, treatment with ASA 2 and 40 mg/kg/day did not decrease parasitemia levels and mortality of infected animals. On the other hand, the cardiac tissue obtained from ASA treated animals presented diminished inflammatory infiltrate; however, amastigote nests were still present in the infected control group. Conversely, Bz 30 mg/kg/day treated animals, presented low levels of parasitemia and small and focalized inflammatory infiltrates. This effect was higher with Bz 100 mg/kg administration, since in these animals parasitemia, inflammatory infiltrate and amastigote nests were not detected. Respect to survival, both Bz doses were equally effective. During chronic phase, treatment with ASA and Bz were able to prevent the cardiac lesions and ICAM-1 expression. Regarding to plasma levels of dysfunction endothelial markers, ASA 2 and 40 mg/kg normalized sICAM-1 and TXA2 levels. In a similar way, both Bz doses decreased plasma levels of these markers. In the drugs combination studies, the addition of ASA 2 mg/kg or 40 mg/kg to Bz 30 mg/kg treatment, did not potentiate the Bz effects. In conclusion, in our chronic infection model, administration of ASA 2 mg/kg and 40 mg/kg prevented chronic cardiac lesions, but these treatments did not present trypanocidal effects as observed with Bz. On the other hand, combination of ASA with Bz showed no superior effect on parasitemia, mortality and amastigote nests presence as compared with Bz treated animals. Moreover, Bz 30 mg/kg/day administration modulates cardiac inflammation and the development of endothelial dysfunction, effects that were not improved with AAS 2 mg/kg or 40 mg/kg.