Evaluación de la actividad tripanocida de la serie 3-aril cumarinas y sus complejos de inclusión con β-ciclodextrina en combinación con benznidazol

Abstract

La enfermedad de Chagas o Tripanosomiasis americana es causada por el parásito protozoario Trypanosoma cruzi afectando aproximadamente a 18 millones de personas en todo el mundo, generando un problema importante de salud pública. Los fármacos utilizados para este tratamiento son nifurtimox (NFX) y benznidazol (BZN), siendo este último el fármaco de primera línea. Sin embargo, tambos presentan una eficacia limitada y efectos secundarios. Por lo que, el desarrollo de terapias y agentes tripanocidas nuevos es necesario. En este trabajo, se estudió la actividad tripanocida y citotoxicidad de una serie de 3-aril cumarinas con presencia de grupo catecol, un posible mecanismo de acción tripanocida mediante la Resonancia de Espín Electrónico (REE) y variación del potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) del parásito. Asimismo, se evaluó el aumento de la actividad tripanocida de las cumarinas más activas por la formación de los complejos de inclusión con β-ciclodextrina (β-CDs). Además, se estudió la combinación de las cumarinas con BZN como estrategia nueva anti-T.cruzi. Se determinó que toda la serie tiene actividad tripanocida moderada sobre la forma tripomastigote del parásito, siendo el compuesto 8 (3-(4´-bromofenil)-6,7-dihidroxicumarina) más activo (IC50 = 34 μM) y el más citotóxico en células VERO® (IC50 = 162 μM). Al formar el complejo de inclusión con la β-ciclodextrina aumentó la solubilidad, mientras que la actividad tripanocida y citotoxicidad disminuyeron. Se demostró que un posible mecanismo de acción del compuesto 8 es a través de la generación de estrés oxidativo. La combinación con BZN presentó un efecto sinérgico sobre la actividad tripanocida, reduciendo la dosis necesaria de BZN. En conclusión, la presencia del grupo catecol en el andamio de la cumarina parece modular la actividad tripanocida, y la combinación de fármacos demostró ser una estrategia alternativa prometedora para el tratamiento de la enfermedad

Chagas disease or American trypanosomiasis is caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, affecting approximately 18 million people worldwide, generating a significant public health problem. The drugs used for this treatment are nifurtimox (NFX) and benznidazole (BZN), the latter being the first-line drug. However, both have limited efficacy and cause severe side effects. Therefore, the development of new trypanocidal agents and therapies is necessary. In this work, the trypanocidal activity and cytotoxicity of a series of 3-aryl coumarins with the presence of a catechol group, a possible mechanism of trypanocidal action by Electron Spin Resonance (ESR), and variation of the parasite´s mitochondrial membrane potential (ΔΨm) were evaluated. Moreover, we formed inclusion complexes with β-cyclodextrin (β-CDs) of the most active coumarins and evaluated their trypanocidal activity. In addition, the combination of coumarins with BZN was studied as a new anti-T.cruzi strategy. The entire series of 3-aryl coumarins have moderate trypanocidal activity on the trypomastigote form of the parasite, being compound 8 (3-(4'-bromophenyl)-6,7-dihydroxy coumarin) the most active (IC50 = 34 μM) and the most cytotoxic in VERO® cells (IC50 = 162 μM). The inclusion complex formation with β-cyclodextrin and compound 8 increases the solubility, but the trypanocidal activity and cytotoxicity were decreased. In addition, we determined that the generation of oxidative stress constitutes the possible mechanism of action of compound 8. The combination with BZN presented a synergistic effect on the trypanocidal activity, reducing the necessary dose of BZN. In conclusion, the presence of the catechol group in the coumarin scaffold seems to modulate the trypanocidal activity; the combination with BZN proved to be a promising alternative strategy for the treatment of the disease