Estudio químico biológico de las 4-aciloxi-3-nitrocumarinas y 4-aril-3-nitrocumarinas como agentes tripanocidas

Abstract

La enfermedad de Chagas es la enfermedad tropical contagiosa más extendida en América Latina, siendo un importante problema de salud pública. Los tratamientos contra esta enfermedad siguen siendo escasos y muy ineficaces, presentando varios efectos secundarios. Por tanto, la búsqueda de nuevas terapéuticas es urgente. En el presente trabajo, evaluamos la actividad tripanocida y el mecanismo de acción de una selecta serie de 4-aciloxi-3- nitrocumarinas (serie A) y 4-aril-3nitrocumarinas (serie B). Para el caso de la serie A se determinó que todos los compuestos evidenciaron una moderada actividad tripanocida en tripomastigotes de T. cruzi junto con una baja citotoxicidad en macrófagos RAW 264,7. A su vez el compuesto 1A el que tuvo la mejor actividad tripanocida junto con lograr disminuir el número de células Vero infectadas en un modelo intracelular de T. cruzi. Por otro lado, la serie B presentó altos índice de toxicidad en distintas líneas celulares como también una baja actividad tripanocida en tripomastigotes de T. cruzi, razón por la cual los estudios mecanísticos se centraron en la serie A. Los estudios electroquímicos y de resonancia de espín de electrones mostraron la formación del radical nitro anión, el cual se demostró que los sustituyentes en la posición 4 aumentaron el potencial de reducción del grupo nitro. Además, el índice de Fukui proporcionó información adicional para dilucidar el mecanismo de reducción propuesto, logrando evidenciar la deslocalización de carga en el anillo cumínico. Los estudios de formación de radicales in vitro demostraron que los compuestos logran permear membranas celulares y aumentar la concentración de radicales libres, pero en base a la actividad tripanocida se postula que este no sea el único o el principal mecanismo en la acción de la actividad tripanocida. Finalmente, los cambios ocurridos en el potencial de membrana producto del compuesto 1A, postulan a este tipo de mecanismo, como uno de los principales responsables en la acción tripanocida.

Chagas disease is the most widespread contagious tropical disease in Latin America, being an important public health problem. Treatments against this disease are still scarce and very ineffective, presenting several side effects. Therefore, the search for new therapies is urgent. In the present work, we evaluate the trypanocidal activity and the mechanism of action of a select series of 4-acyloxy-3-nitrocoumarins (series A) and 4-aryl-3- nitrocoumarins (series B). In the case of series A, it was determined that all compounds showed moderate trypanocidal activity in T. cruzi trypomastigotes together with low cytotoxicity in RAW 264,7 macrophage. For the case of series A it was determined that all compounds showed moderate trypanocidal activity in trypomastigotes of T. cruzi along with low cytotoxicity in macrophages RAW 264,7. In turn the compound 1A was the one who had the best trypanocide activity along with managing to decrease the number of infected Vero cells in an intracellular model of T. cruzi. On the other hand, the B series presented high toxicity index in different cell lines as well as a low trypanocide activity in trypomastigotes of T. cruzi, which is why the mechanistic studies focused on the series A. Electrochemical and electron spin resonance studies showed the formation of the nitro radical anion, which was shown to replace ants at position 4 to increase the reduction potential of the nitro group. In addition, the Fukui index provided additional information to elucidate the proposed reduction mechanism, managing to demonstrate the delocalation of charge in the cumarin ring. Radical formation studies in vitro showed that the compounds manage to permeate cell membranes and increase the concentration of free radicals but based on trypanocidal activity it is postulated that this is not the only or the main mechanism in the action of trypanocidal activity. Finally, the changes occurred in the membrane potential product of compound 1A, postulate this type of mechanism, as one of the main responsible in the trypanocidal action.