Leishmaniasis

Nuevas formulaciones

Nuestro grupo tiene dos líneas de investigación, una de ellas busca nuevos tratamientos localizados para la leishmaniasis cutánea (CL). La otra estudia el uso de nanopartículas como agentes inmunomoduladores para el tratamiento de las leishmaniasis.

Respecto a la primera línea, durante el curso 2021-22 hemos continuado con el estudio sobre el uso tópico de la berberina. Los resultados previos mostraron la eficacia de una crema de berberina en un modelo murino de leishmaniasis cutánea producida por L: major, aunque el tratamiento fue largo y la formulación desarrollada se caracterizó por una elevada permeabilidad cutánea, cuando lo deseable sería prolongar su retención en la dermis (donde se localizan los macrófagos infectados). Hemos realizado modificaciones en la formulación desarrollada destinadas por un lado a aumentar la concentración de fármaco y por otro a prolongar su tiempo de retención en la piel, como han demostrado los estudios de permeabilidad cutánea realizados ex vivo en celdas de Franz. Con estas modificaciones, se realizarán in vivo estudios de dosis-respuesta con distintas pautas de administración para evaluar el efecto que la modulación de la concentración del fármaco en la piel tiene en su eficacia para establecer el índice PK/PD (concentración o tiempo) que determina la eficacia de la berberina.

En cuanto a la segunda línea de investigación, se fundamenta en el hecho de que los macrófagos, principal célula hospedadora del parásito Leishmania, si son adecuadamente estimulados (macrófago M1) pueden eliminar el parásito. El uso de nanopartículas (NP) y su composición puede ser moduladas para que tengan capacidad inmunoestimulatoria y por tanto, leishmanicida, bien como monoterapia o en combinación con agentes quimioterápicos. Además, las NP son naturalmente capturadas por los macrófagos y pueden co-transportar un fármaco leishmanicida, favoreciendo la combinación de quimioterapia e inmunoterapia y el máximo grado de confluencia con el parásito. Durante el curso 2021-2022 hemos trabajado en la optimización de NP lipídicas con el agonista de TLR7 imiquimod, que tiene actividad leishmanicida y se ha utilizado en combinación con los derivados antimoniales. El uso de NP está destinado a solucionar su problema de baja solubilidad y favorecer su “targeting” efectivo a los macrófagos.

Síntesis de compuestos Diagnóstico molecular y dianas terapéuticas

En esta anualidad, nuestro grupo de investigación ha continuado con la preparación de nuevas moléculas selenadas teniendo en cuenta la presencia de selenoproteínas en algunos parásitos y la importancia del elemento selenio que puede llegar a ser indispensable para la supervivencia del parásito.

El diseño estructural se ha basado en la hibridación molecular buscando la sinergia de farmacóforos para potenciar la actividad leishmanicida y mejorar su selectividad. Entre las series propuestas se han sintetizado nuevos derivados de selenofosforamidatos. La inclusión del grupo fosfato viene justificada por su presencia en la Miltefosina, el único fármaco oral de referencia y aprobado para el tratamiento de esta enfermedad. Esta funcionalización fosforamidato ha sido decorada con distintos grupos alquilícos y arílicos para introducir variabilidad estructural, mejorar la solubilidad y biodisponibilidad. Por otra parte, las entidades 4-aminofenil selenocianato y bis(4-aminofenil)diseleniuro ya habían resultado las más prometedoras en estudios previos del grupo. La reunión de ellos en una misma estructura ha permitido identificar 4 nuevos derivados con mejor perfil biológico que los compuestos previamente obtenidos observándose en uno de ellos una clara interferencia con el sistema redox del parásito alterando los niveles de tioles intracelulares en el sistema tripanotión.

Las leishmaniasis son un grupo de enfermedades producidas por protozoos parásitos del género Leishmania, que varían desde lesiones cutáneas que pueden curar espontáneamente hasta la afectación visceral, fatal sin tratamiento. Hasta 98 regiones se declararon endémicas para leishmaniasis en 2020 sin embargo, no existe una vacuna eficaz y a la elevada toxicidad de los tratamientos disponibles, hay que añadirle la aparición de cepas resistentes. La búsqueda de nuevas opciones terapéuticas constituye una necesidad urgente.

La disponibilidad del genoma de varias especies de Leishmania, nos ha permitido identificar en Leishmania major un homólogo de PES1 (LmjPES). Este oncogén está conservado en eucariotas y la proteína que codifica está involucrada en importantes procesos biológicos (biogénesis ribosomal, proliferación celular y transcripción génica) y patológicos (desarrollo de tumores y la virulencia). Para estudiar su papel de en la biología de Leishmania, realizamos estudios filogenéticos, analizamos su perfil de expresión génica y generamos parásitos transgénicos portadores de plásmidos de fusión a proteína fluorescente y de plásmidos de sobreexpresión, para determinar su localización celular y su papel en la infectividad respectivamente. Infectamos macrófagos murinos y ratones susceptibles BALB/c con parásitos sobreexpresantes y analizamos su capacidad infectiva, el desarrollo de inflamación y la producción de óxido nítrico sintetasa inducible (iNOS) en el área de inoculación.

LmjPES codifica una proteína nuclear conservada en tripanosomátidos, que alcanza su mayor nivel de expresión durante la fase infectiva. La sobreexpresión de LmjPES en los parásitos se relaciona con un aumento de su infectividad in vitro. Además, la inoculación de parásitos sobreexpresantes generó una mayor inflamación de la almohadilla plantar en ratones BALB/c, así como un incremento del reclutamiento celular y un aumento de la detección de iNOS en las lesiones generadas, al compararlas con las de animales infectados con parásitos control.

Nuestro equipo ha encontrado la relación existente entre el homólogo de un oncogén en parásitos de Leishmania y su capacidad infectiva in vitro y su virulencia in vivo. Debido a su implicación en la patogenicidad del parásito, consideramos LmjPES una diana prometedora para el diseño de nuevos fármacos contra la leishmaniasis.