Tetraaminas de rutênio (II) como transportadoras de óxido nítrico e benznidazol e sua ação sobre o Trypanosoma cruzi

• Main Author: Jean Jerley Nogueira da Silva
• Other Authors: Douglas Wagner Franco
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2008
• Subjects: Trypanosoma cruzi; óxido nítrico; rutênio; nitric oxide; ruthenium
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-23062008-112254/

Uma nova e promissora alternativa quimioterápica para o tratamento da doença de Chagas usando tetraaminas de rutênio (II) como transportadoras de óxido nítrico (NO) ou Benznidazol (Bz) são apresentados aqui. Os resultados mostraram que os complexos do tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4L]n+ e cis-[Ru(NO)(bpy)2L] n+ são mais eficientes para tratar casos agudos da doença (modelo murino) que o Bz livre. Os nitrosilos trans-[Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3, trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 e cis-[Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 são capazes de eliminar in vivo as formas extracelulares e intracelulares do T. cruzi tanto na corrente sanguínea quanto no tecido miocárdio, assegurando a sobrevida de 60-100% dos animais infectados em doses de 900 (400 nmol kg-1) até 3.850 vezes menores (100 nmol kg-1) que a dose considerada ótima para o Bz (385 µmol kg-1 = 100 mg kg-1). Além disso, uma concentração de trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 ou cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 dez vezes menor que a recomendada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) para tratar sangue infectado com o violeta de genciana (Vg) é capaz de eliminar 100% dos parasitos após 1 hora de incubação a 37 oC. Os experimentos conduzidos in vitro demonstraram que o NO liberado após redução ou reativos intermediários do NO são os responsáveis pelo efeito anti-proliferativo ou tripanocida. O nitrosilo trans-[Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3 (IC50epi = 67 µmol L-1) foi mais ativo que o nitroprussiato de sódio (SNP) (IC50epi = 244 µmol L-1) e o trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 e o cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 (IC50tri = 52 e 58 µmol L-1, respectivamente) foram mais eficientes que o Vg (IC50tri = 536 µmol L-1). O transportador do Bz, trans-[Ru(Bz)(NH3)4S(IV)]n+, S(IV) = SO2, HSO3- ou SO32- (RuBz), é mais hidrosolúvel e mais ativo (IC50tri/1h = 79 ± 3 µmol L-1) que o Bz livre (IC50tri/1h = 4,800 ± 70 µmol L-1). Este complexo exibiu baixa citotoxicidade in vitro (IC50esplenócitos > 1 mmol L-1) e in vivo (400 µmol kg-1 < LD50 < 600 µmol kg-1) e a formação do derivado hidroxilamínico é mais favorável no RuBz que no Bz em 9,6 Kcal mol-1. Em diversos modelos murinos de infecção aguda, o RuBz também foi mais ativo que o Bz ainda quando somente uma dose foi administrada. Analogamente, o RuBz a uma dose 1.000 vezes que a dose ótima para o Bz provou ser suficiente para proteger todos os animais infectados, eliminando os ninhos de amastigotas nos seus corações, fígados e músculos esqueléticos. Em experimentos conduzidos com células Vero, os nitrosilos trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis-[Ru(NO)(bpy)2imN](PF6)3 e o RuBz foram capazes de eliminar as formas intracelulares do T. cruzi e reduzir a porcentagem de células infectadas. Portanto, todos os dados observados sugerem a maior solubilidade em água somada à acessibilidade do potencial de redução do par NO2/NO3.- no RuBz são os responsáveis pela maiores atividades anti-proliferativa e tripanocida com respeito ao Bz ou Vg. Adicionalmente, cis-[Ru(NO)(bpy)2imN](PF6)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 21-miN](PF6)3 e cis-[Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 provaram ser capazes de inibir a atividade catalítica da gGAPDH de 89-97% a uma concentração de 260 µmol L-1, enquanto os complexos da série trans-[Ru(NO)(NH3)4L]n+, os precursores cis-[Ru(bpy) 2L(NO2)]n+, cis-[Ru(H2O)(bpy) 2L]n+ bem como os complexos RuBz, cis-[Ru(NO)(NH3)4 (NO2)]Cl2 não exibiram atividade inibitória significativa. === A novel and promising chemotherapeutic alternatives for the treatment of Chagas\' disease by use of ruthenium tetraammnine complexes as a carrier of nitric oxide (NO) or Benznidazole (Bz) are presented herein. The results showed that the trans- [Ru(NO)(NH3)4L]n+ and cis-[Ru(NO)(bpy) 2L] n+ compounds are more efficient in the treatment of acute cases of the disease (mouse model) than free Bz. The trans- [Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3, trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis- [Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3, and cis-[Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 are able to eliminate, in vivo, extracelullar as well as intracellular forms of T. cruzi in the bloodstream and myocardium tissue and to assure the survival of 60-100% of infected mice at doses of 900 (400 nmol kg-1) up to 3,850 fold smaller (100 nmol kg-1) than that considered the optimal dose for Bz (385 µmol kg-1 = 100 mg kg-1). Furthermore, a dose of trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 or cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 ten-fold smaller than that recommended by World Health Organization (WHO) for gentian violet, Vg, a phenyl methane currently recommended by WHO in the treatment of blood banks in endemic and non-endemic areas to prevent the transmission of Chagas\' disease by blood transfusion, is able to lyses 100% of the parasites after 1 hour of incubation. The tests conducted in vitro demonstrated that the NO liberated upon reduction of these nitrosyls is responsible for the observed antiproliferative and trypanocidal activities. The trans-[Ru(NO)(NH3)4isn](BF4)3 (IC50epi = 67 µmol L-1) was found to be more efficient than the classic NO-donor, sodium nitroprusside (SNP) (IC50epi = 244 µmol L-1) and trans-[Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3 and cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3 (IC50try = 52 and 58 µmol L-1, respectively) were more efficient than the gentian violet (IC50try = 536 µmol L-1). The Bz carrier, trans-[Ru(Bz)(NH3)4S(IV)] n+, S(IV) = SO2, HSO3 - or SO3 -2 (RuBz), is more hydrosoluble and more active (IC50try/1h = 79 ±?3 µmol L-1) than free Bz (IC50try/1h = 4,800 ±?70 µmol L-1). This complex exhibits low acute citotoxicity in vitro (IC50trysplenocytes > 1 mmol L-1) and in vivo (400 µmol kg-1 < LD50try < 600 µmol kg-1) and the formation of hydroxylamine is more favorable in RuBz than in Bz by 9.6 Kcal mol-1. In murine acute models of Chagas\' disease, RuBz also was more active than Bz even when only one dose was administrated. Moreover, RuBz at a thousand-fold smaller concentration than the considered optimal dose for Bz proved to be sufficient to protect all infected mice, eliminating the amastigotes nests in their hearts, livers, and skeletal muscles as observed in H?E micrographics. Experiments conduced with infected Vero cells, the trans- [Ru(NO)(NH3)4imN](BF4)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3, and RuBz are able to eliminate the intracellular forms of T. cruzi and to reduce the percentage of infected cells. In all, the observed data strongly suggest that the higher solubility in water and accessibility for reduction of NO2/NO2 .- couple in RuBz are responsible for higher antriproliferative and trypanocidal activities regarding to Bz or Vg. Additionally, the cis- [Ru(NO)(bpy) 2imN](PF6)3, cis-[Ru(NO)(bpy) 21-miN](PF6)3, and cis- [Ru(NO)(bpy) 2SO3]PF6 proved to be able to inhibit the catalytic activity of gGAPDH of 89-97% at a concentration of 260 µmol L-1, whereas their precursors cis- [Ru(bpy) 2L(NO2)]n+ and cis-[Ru(H2O)(bpy) 2L]n+ and the trans-[Ru(NO)(NH3)4L] 3+ and cis-[Ru(NO)(NH3)4 (NO2)]Cl2 nitrosyls and RuBz complex do not exhibited significative inhibition.