Nuevos Avances en el Desarrollo del Tratamiento
Etiológico de la Enfermedad de Chagas*

Resúmen
Aunque la relevancia del tratamiento antiparasítico en el manejo de la enfermedad de Chagas crónica ha sido motivo de muchas controversias, recientes estudios sobre la patogénesis de esta dolencia han llevado a un consenso creciente en el sentido de que la eliminación del agente etiológico, Trypanosoma cruzi, de los pacientes infectados seria un requisito necesario y suficiente para frenar la evolución de la enfermedad y evitar sus serias consecuencias a largo plazo. Desafortunadamente, los tratamientos específicos actualmente disponibles para esta parasitosis (nifurtimox y benznidazol) poseen una eficacia muy limitada en la fase crónica y tienen frecuentes efectos colaterales indeseables. Actualmente se adelantan varios nuevos enfoques para el tratamiento especifico de la dolencia, basados en el notable avance de nuestro conocimiento de la bioquímica y fisiología del T. cruzi en los últimos 25 años, que prometen ser mucho mas eficaces contra el parásito y tolerables para el paciente.

Entre los agentes mas promisorios y avanzados en su desarrollo se encuentran inhibidores específicos (triazoles) de la biosíntesis de ergosterol, que actúan al nivel del enzima C14 demetilasa de esteroles, y pueden entrar en pruebas clínicas en pacientes con enfermedad de Chagas a corto plazo (5 años). Hay otros compuestos que podrían entrar en desarrollo clínico en la próxima década, incluyendo inhibidores de proteasas especificas del parásito (cruzipaína) y bisfosfonatos, inhibidores de la enzima farnesildifosfato sintetasa.

Finalmente, otros compuestos que actuan selectivamente contra el parásito han sido identificados e incluyen inhibidores de la tripanotión reductasa, hipoxantina-guanina fosforibosil-transferasa, prenil-transferasa de proteinas y nuevos inhibidores de la biosíntesis de ergosterol que actuan a nivel de escualeno sintetasa y oxidoescualeno ciclasa; tales compuestos tambien han iniciado desarrollo preclínico, pero su desarrollo clínico se estima en el mediano a largo plazo (10 a 15 años).

Introducción
Relevancia del tratamiento etiológico en el manejo de la enfermedad de Chagas
De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud, la Tripanosomiasis Americana o enfermedad de Chagas continua siendo la mayor carga de morbi-mortalidad de origen parasitario en el continente Americano, a pesar de importantes avances en el control de la transmisión vectorial y transfusional de su agente etiológico, el protozoario Trypanosoma cruzi (W.H.O., 2002). No hay vacunas disponibles para la prevención de esta infección y la perspectiva actual sobre el eventual desarrollo de las mismas es incierta [Brener and Gazzinelli, 1997; Tarleton, 2001].

Aunque la participación del Trypanosoma cruzi en la patogénesis de la fase aguda de la enfermedad de Chagas es ampliamente aceptada [Brener and Gazzinelli, 1997; Cançado, 1999], el papel del parasito en el origen de las características manifestaciones patológicas de la fase crónica ha sido muy controvertida [Cunha-Neto et al., 1995; Engman and Leon, 2002; Kalil and Cunha-Neto, 1996; Tarleton, 2001; Tarleton and Zhang, 1999]. Desde los años 70 del siglo pasado numerosos estudios habían concluido que las manifestaciones patológicas presentes en la fase crónica de la dolencia, incluyendo la miocardiopatía chagásica, son de origen principalmente autoinmune [Cunha Neto et al., 1995; Kalil and Cunha-Neto, 1996]. Dicha hipótesis se baso principalmente en la aparente ausencia de parásitos en las características lesiones inflamatorias presentes en el miocardio y tracto gastro-intestinal de pacientes crónicos de enfermedad de Chagas.

Se postula que tales procesos inflamatorios resultarían del "mimetismo molecular" entre antígenos parasitarios y ciertos componentes de los tejidos del huésped [Cunha-Neto et al., 1995; Kalil and Cunha-Neto, 1996], así como por liberación de autoantígenos resultante de la citólisis inducida por el parásito intracelular [Engman and Leon, 2002; Leon and Engman, 2003]. De acuerdicha hipótesis, luego de que los procesos autoinmunes se establecen en el hospedero, la persistencia del parásito no jugaría un papel determinante en la patogénesis de la enfermedad y aunque el tratamiento anti-parasítico fuera exitoso, este no conllevaría a un mejoramiento clínico de los pacientes. Esta conceptualización de hecho desestimuló el desarrollo de nuevos agentes tripanocidas por décadas, al considerarte estos irrelevantes [Urbina, 1999b; Urbina and Docampo, 2003].

Sin embargo, la hipótesis del origen autoinmune de la enfermedad de Chagas ha sido seriamente cuestionada por los resultados de estudios mas recientes, resumidos en [Tarleton, 2001; Urbina and Docampo, 2003], que han concluido que la persistencia del parásito, combinada con un desbalance del sistema inmune que puede incluir procesos autoinmunes, es una condición necesaria y suficiente para generar y mantener los procesos inflamatorios que subyacen las lesiones presentes en la etapa crónica de la enfermedad [Tarleton, 2001; Urbina and Docampo, 2003]. Tales hallazgos indicarían que la eliminación del T. cruzi de los pacientes infectados seria un prerrequisito para detener la evolución de la enfermedad y evitar sus consecuencias terminales. Así pues, el consenso que prevalece actualmente es que esta dolencia debe ser tratada como una enfermedad parasitaria, no autoinmune [Luquetti, 1997; Sosa Estani and Segura, 1999; Tarleton, 2001; Urbina and Docampo, 2003].

Tratamientos etiológicos disponibles para la enfermedad de Chagas y sus limitaciones
Las drogas actualmente usadas para el tratamiento etiológico de la enfermedad de Chagas son el nitrofurano nifurtimox (Lampit®, Bayer) y el nitroimidazol benznidazol [Rochagan®, Radanil®, Roche], cuya actividad anti- T. cruzi fue descubierta empíricamente hace mas de tres décadas. El nifurtimox actúa por vía de la reducción del grupo nitro de la molécula a radicales nitroaniónicos, que a su vez reaccionan con el oxigeno molecular para generar metabolitos reducidos del mismo, altamente tóxicos (anion superoxido, peroxido). Estudios por Docampo y colaboradores han demostrado que el T. cruzi es deficiente en algunos de los mecanismos de detoxificación de metabolitos de oxigeno, particularmente del peroxido de hidrogeno, y es por ende mas susceptible al stress oxidativo que las células de vertebrados [Docampo, 1990]. El benznidazol parece actuar por una via diferente, resultante de la reacción de sus derivados nitroreducidos con macromoléculas como DNA, RNA, proteinas y posiblemente lípidos insaturados [Docampo, 1990].

Estos resultados han llevado a la conclusión que la actividad antiparasítica de estos compuestos esta indisolublemente asociada a su toxicidad hacia el hospedero vertebrado.

Ambas drogas son activas en la fase aguda (hasta un 80% de exitos teraputicos, definidos como cura parasitológica radical indicada por negativización de todos las pruebas parasitológicas y serológicas) [Cançado, 1999]), así como en la fase crónica temprana de la enfermedad (hasta 60% de curas) [de Andrade et al., 1996; de Andrade et al., 1998; Sosa Estani and Segura, 1999; Sosa Estani et al., 1998], aunque hay reportes recientes que discrepan de esos resultados [Silveira et al., 2000; Solari et al., 2001]. Mas aun, la eficacia antiparasítica de los compuestos varia según la región geográfica, probablemente como resultado de la diferente susceptibilidad intrínseca a las drogas de las cepas del T. cruzi que circulan en diferentes zonas endémicas [Andrade et al., 1992; Cançado, 1999].

Asimismo, estos compuestos presentan frecuentemente efectos colaterales deletéreos, que incluyen anorexia, vómitos, polineuropatía periférica y dermopatía alérgica, que pueden conllevar a la interrupción del tratamiento (Cançado, 1999). Sin embargo, la mayor limitación de los tratamientos actualmente disponibles en su baja eficacia en la fase crónica establecida de la enfermedad (³ 80% de fracasos terapéuticos), que es la presentación clínica mas frecuente actualmente en Latino América [Cançado, 1999]. Esta conclusión, inicialmente basada en la persistencia de la serología anti- T. cruzi y la evolución clínica de los pacientes tratados, ha sido recientemente confirmada usando metodos de PCR [Añez et al., 1999; Braga et al., 2000; Britto et al., 2001; Lauria-Pires et al., 2000].

Las razones de la marcada diferencia en la eficacia de estas drogas en las dos fases de la enfermedad no están claras aun, pero posiblemente resulten de la inadecuada farmacocinética de estos compuestos frente a la ubicación de los parásitos en tejidos profundos en la fase crónica de la infección [Urbina, 1999a; Urbina, 2002].

Aun así, algunos estudios han demostrado que el tratamiento antiparasítico con benznidazol en pacientes crónicos, aunque incapaz de inducir cura parasitológica en la mayoría de los pacientes, conllevó a una marcada reducción en la ocurrencia de cambios electrocardiográficos y a una menor frecuencia de deterioro del cuadro clínico de los pacientes [Bahia-Oliveira et al., 2000; Viotti et al., 1994]. Se ha argumentado que estos resultados son compatibles con la hipótesis de la persistencia parasitológica como factor primario desencadenante de las lesiones características de esta fase de la dolencia, pues al reducirse (sin necesariamente eliminarse) la carga parasitaria de los tejidos debería bajar la severidad de los procesos inflamatorios que subyacen tales lesiones [Bahia-Oliveira et al., 2000; Tarleton, 2001; Viotti et al., 1994]; esta interpretación ha recibido un apoyo experimental directo en un estudio en un modelo murino de la enfermedad [Garcia et al., 2005].

En base a esos hallazgos un grupo de expertos reunidos en 1998 en Rio de Janeiro, Brasil, produjo un conjunto de recomendaciones para el tratamiento especifico de pacientes seropositivos para T. cruzi (Oficina Panamericana de la Salud/Organización Mundial de la Salud, documento OPS/HCP/HCT140/99).

Sin embargo, aunque existe un amplio consenso en el sentido de que a todos los pacientes seropositivos deben recibir tratamiento específico para eliminar o reducir su carga parasitaria, muchos médicos mantienen serias reservas con relación al uso de nifurtimox o benznidazol en pacientes crónicos, debido a la desfavorable relación riesgo /beneficio de esas drogas.

Nuevos enfoques para el tratamientos etiológico de la enfermedad de Chagas
1. Inhibidores de biosíntesis de ergosterol
Estudios llevados a cabo en las ultimas dos décadas han demostrado consistentemente que el T. cruzi, como la mayoría de los hongos y levaduras patógenas, requiere de esteroles específicos para mantener su viabilidad y capacidad de proliferación a lo largo de todo su ciclo de vida y que inhibidores específicos de la biosíntesis de ergosterol (IBE) son potentes agentes antiproliferativos contra este parasito, tanto in vitro como in vivo [Urbina, 2002; Urbina and Docampo, 2003].

Sin embargo, varios estudios han conseguido que IBE comercialmente disponibles, como el ketoconazol, itraconazol o terbinafina, son incapaces de erradicar el T. cruzi de humanos o animales con infecciones crónicas o detener el progreso de la dolencia, indicando que su actividad in vivo es tripanostática, no tripanocida [Urbina, 2002; Urbina and Docampo, 2003].

Una excepción son los estudios de Apt y colaboradores en Chile, quienes reportan que el itraconazol, aunque incapaz de curar parasitologicamente a los pacientes, puede retardar o detener la progresión del compromiso cardiaco de los mismos [Apt et al., 1998; Apt et al., 2003]; la discrepancia con los resultados obtenidos en otras partes del continente puede ser probablemente explicada por la mayor susceptibilidad a la droga de la cepas de T. cruzi que circulan en el área endémica chilena, tambien observada con el alopurinol (ver abajo) [Apt et al., 1998; Apt et al., 2003]. Por otro lado, estudios en la ultima década han demostrado que nuevos derivados triazólicos, inhibidores de la C14 demetilasa de esteroles en hongos y levaduras (Figura 1), como D0870 (Zeneca Pharmaceuticals, Macclesfield, Reino Unido) y posaconazol [SCH 56592, Schering-Plough Research Institute, Kenilworth, N.J., EUA], son capaces de inducir cura parasitológica radical en modelos murinos de enfermedad de Chagas, tanto aguda como crónica [Urbina, 2002; Urbina and Docampo, 2003; Urbina et al., 1996], siendo los primeros compuestos capaces de curar infecciones crónicas de este parasito en animales. Mas aun, los compuestos demostraron ser activos contra cepas de T. cruzi naturalmente resistentes a nifurtimox y/o benznidazol, aun si el hospedero estaba inmunosuprimido [Urbina, 2002; Urbina and Docampo, 2003].

La actividad tripanocida in vivo de estos compuestos ha sido atribuida a su potente y selectiva actividad intrínseca contra el parasito (las concentraciones mínimas inhibitorias contra la forma amastigote intracelular del parasito, cultivada en células de mamífero in vitro, esta en el rango nanomolar a sub-nanomolar), así como a propiedades farmacocinéticas muy apropiadas para esta aplicación (grandes volúmenes de distribución y largos tiempos de eliminación) [Urbina, 1999b; Urbina, 2002; Urbina and Docampo, 2003].

El posaconazol (Figura 1), un análogo estructural del itraconazol que esta actualmente en estudios clinicos Fase III como antimicotico sistemico en EUA, America Latina y Europa, es un candidato obvio a corto plazo para estudios clínicos en pacientes con enfermedad de Chagas, ya que además de sus demostradas propiedades antiparasitarias, se ha comprobado su eficacia como antimicótico y su excelente perfil de seguridad en humanos, aun en tratamientos prolongados [Negroni et al., 2004].

Otros triazoles (Figura 1) como TAK-187 (Takeda Chemical Industries, Osaka, Japon) [Corrales et al., 2005b; Urbina et al., 2003b], UR-9825 (albaconazol, Uriach y Compañia, Barcelona, España) [Guedes et al., 2004; Urbina et al., 2000] y ravuconazol [ER-30346; BMS 207,147, Eisai Chemical Company, Tsukuba, Japon] [Urbina et al., 2003a], tambien han demostrado ser tripanocidas, tanto in vitro como in vivo. TAK-187 es un triazol con largos tiempos de vida media en varios mamíferos y una actividad antimicótica de amplio espectro, que tiene una potente actividad anti- T. cruzi in vitro e, igual que el posaconazol, es capaz de curar infecciones agudas y crónicas en ratones, aun cuando la cepa infectante es refractaria al tratamiento con nifurtimox o benznidazol (Urbina et al., 2003b); en un trabajo muy reciente se demostró que este compuesto es significativamente superior al benznidazol en la prevención de daño cardiaco en un modelo murino de enfermedad de Chagas (Corrales et al., 2005a). UR-9825 es otro potente inhibidor de la C14 demetilasa de esteroles en hongos y protozoarios y tiene una notable actividad anti- T. cruzi in vitro (Urbina et al., 2000); aunque su corto tiempo de vida media (<0.5 h) en ratones no permitió evaluar su actividad en modelos murinos de la enfermedad, un estudio reciente en un modelo canino demostró que el compuesto puede curar infecciones establecidas de la virulenta cepa Y, sin aparente toxicidad a las dosis terapéuticas, aunque tambien se encontró resistencia natural a la droga con la cepa Berenice-78 (Guedes et al., 2004).

Finalmente, el ravuconazol es un triazol desarrollado originalmente por Eisai Company en Japon y luego por Bristol-Myers Squibb en los EUA, de nuevo como antimicótico sistémico, con una muy potente actividad anti- T. cruzi in vitro, pero su actividad in vivo en modelos murinos fue limitada debido a inadecuadas propiedades farmacocinéticas de la droga en ratones (Urbina et al., 2003a); sin embargo, tales resultados no niegan su potencial utilidad para el tratamiento de la enfermedad de Chagas humana pues la concentración mínima inhibitoria del crecimiento de los amastigotes intracelulares por este compuesto (1 nM) es 1.000 a 5.000 veces mas baja que los niveles obtenidos en plasma a dosis terapéuticas contra hongos en humanos y el tiempo de vida media es ³ 120 h (Andes et al., 2003; Mikamo et al., 2002).

El desarrollo como antimicótico sistémico del compuesto ha sido ahora retomado por Eisai Company y se adelantan estudios en modelos caninos de enfermedad de Chagas, como un preludio para posibles pruebas clínicas en humanos (Bahia, M.T. y Urbina, J.A., en progreso). La mayoría de estos compuestos han completado sus estudios preclínicos como agentes anti- T. cruzi y la totalidad han completado estudios de farmacocinética y seguridad en humanos, como paso previo a su desarrollo clínico como antimicóticos.

Así pues, dependiendo de la conclusión de acuerdos económicos y legales con las empresas que originalmente desarrollaron estos compuestos como antimicóticos, los nuevos triazoles podrían entrar en desarrollo clínico para el tratamiento de enfermedad de Chagas humana en el corto plazo (5 años).

Figura 1

Otro grupo prometedor de IBE son los inhibidores la escualeno sintetasa (SQS). SQS cataliza el primer paso especifico para la síntesis de esteroles y ha sido el objeto de un gran numero de estudios, tanto en el sector académico como en el industrial, como un potencial blanco de nuevos agentes hipocolesterolémicos, que tendrían significativas ventajas sobre las estatinas actualmente disponibles (Menys and Durrington, 2003; Tansey and Shechter, 2001).

Esta enzima ha sido recientemente validada químicamente con un blanco quimioterapéutico en T. cruzi y Leishmania mexicana, usando el inhibidor prototipo 3-(biphenyl-4-yl)-3-hydroxyquinuclidine (BPQ-OH) (Urbina et al., 2002b).

Ulteriores estudios demostraron que los compuestos E5700 and ER-119884 (Fig. 2), dos nuevos derivados quinuclidínicos inhibidores de SQS que están siendo desarrollados como agentes reductores de colesterol y triglicéridos en humanos por Eisai (Fig. 2), tienen muy potente y selectiva actividad anti- T. cruzi in vitro y uno de ellos (E5700), administrado por vía oral, fue capaz de inducir supresión completa de la parasitemia y conferir protección total contra la muerte en un modelo murino de enfermedad de Chagas fulminante (Urbina et al., 2004) ; este es el primer reporte de la actividad como anti-infectivo de un inhibidor de SQS suministrado oralmente.

Aunque estos compuestos y otras aril-quinuclidinas son también inhibidores de la SQS de mamíferos (Ishihara et al., 2004; Urbina et al., 2004; Urbina et al., 2002b; Ward et al., 1996), su selectiva actividad antiparasítica in vitro e in vivo es probablemente explicada por la capacidad de las células hospederas de compensar por la reducción de la síntesis endógena de colesterol por vía de incrementar la expresión de los receptores de LDL de la membrana plasmática y tomar este esterol del plasma sanguíneo o del medio de cultivo (Goldstein and Brown, 2001); en contraste, el parásito no puede compensar de manera análoga la inhibición de la síntesis de sus esteroles endónenos (ergosterol y análogos), pues no hay cantidades apreciables de los mismos en las células hospederas o el medio extracelular.

Sin embargo, el requerimiento de algunos órganos esenciales como las gónadas (en particular los testículos) de elevados niveles de síntesis endógena de colesterol para sostener la producción de hormonas sexuales requerida por organismos adultos plantea una limitación fundamental para el uso prolongado de inhibidores de SQS que actúen sobre la enzima del hospedero y sugiere que el uso de los mismos como anti-infectivos probablemente requerirá el desarrollo de compuestos selectivos para la SQS del patógeno.

En base a esas consideraciones, el desarrollo clínico de inhibidores de SQS para el tratamiento de la enfermedad de Chagas solo puede esperarse a mediano plazo (10 años).

Figura 2

Otro desarrollo reciente de interés en esta área es la validación de la oxidoescualeno ciclasa (OSC ó lanosterol sintetasa) como un nuevo blanco terapéutico en T. cruzi y parásitos relacionados (Buckner et al., 2001; Buckner et al., 2000; Joubert et al., 2001). Buckner et al. (Buckner et al., 2001) han demostrado que ciertos inhibidores de la OSC son potentes y selectivos agentes anti- T. cruzi in vitro. Aunque no se han publicado resultados in vivo en la literatura científica, una patente reciente de los mismos autores describe una serie de inhibidores de SQS como eficaces agentes para el tratamiento de enfermedades parasitarias, incluyendo la enfermedad de Chagas en varios modelos animales (U.S Patent WO0076316, ver ref. (Urbina, 2003) ). Dado este limitado desarrollo pre-clínico, el desarrollo clínico de inhibidores de OSC para el tratamiento de la enfermedad de Chagas solo puede esperarse a largo plazo (10 a 15 años).

Nuevos enfoques para el tratamientos etiológico de la enfermedad de Chagas
2. Inhibidores de cisteína-proteasas (cruzipaína)
T. cruzi contiene elevadas cantidades de una cisteína-proteasa análoga a la catepsina L, que ha sido denominada cruzipaína (tambien conocida como gp51/57 o cruzaína, en su forma recombinante) que es responsable de la mayor parte de la actividad proteolítica de este parásito, en todos los estadios de su ciclo de vida (Caffrey et al., 2000; Cazzulo, 2002). Inhibidores selectivos de esta proteasa son capaces de bloquear la proliferación tanto de la forma extracelular (epimastigotes) como de los amastigotes intracelulares, asi como de impedir la metaciclogénesis (transformación de epimastigotes a tripomastigotes metacíclicos), lo que indica que la proteína tiene funciones esenciales en el ciclo de vida del parasito (Caffrey et al., 2000; Cazzulo, 2002).

El gen codificante para esta proteína (que presenta un elevado número de repeticiones en el genoma del parásito) ha sido clonado, secuenciado y expresado heterologamente. La estructura tridimensional de la proteína recombinante, en ausencia y presencia de inhibidores, ha sido determinada usando cristalografía de rayos-x (Fig.3) y a partir de la misma y de consideraciones sobre el mecanismo de la enzima se han diseñado inhibidores específicos, como la N-metil-piperazina-urea-F-hF-vinyl-sulfona-fenil, también conocida como CRA-3316 or K-777 (Fig. 4A).

Figura 3

Este compuesto y análogos son capaces de reducir dramáticamente la parasitemia e incrementar la sobrevida en modelos murinos de enfermedad de Chagas, con mínima toxicidad, lo que indica su potente actividad in vivo (Engel et al., 1998). Sin embargo, no se han publicado hasta hora reportes que demuestren que este tipo de compuestos sean capaces de inducir cura parasitológica radical en modelos animales.

Una limitación de los compuestos hasta ahora reportados en su limitada biodisponibilidad oral y cortos tiempos de vida media. Recientemente se han descrito nuevos motivos estructurales para inhibidores de la cruzipaína, con potente y selectiva actividad anti- T. cruzi in vitro (Caffrey et al., 2002; Du et al., 2002): entre ellos se encuentran inhibidores no peptídicos de la enzima, basados en la estructura de la tio-semicarbazona (Fig. 4B), para los cuales se ha hecho un estudio detallado de correlación estructura-actividad, racionalizada en términos de la estructura y mecanismo de la enzima (Du et al., 2002).

Estos compuestos son activos contra la forma amastigote intracelular del T. cruzi a concentraciones nanomolares in vitro (Du et al., 2002) y su simplicidad y bajo costo de síntesis los hacen ideales como punto de partida para el desarrollo de nuevos agentes tripanocidas.

En conclusión, este conjunto de resultados indica que la cruzipaína es otro atractivo blanco quimioterapéutico rigurosamente validado en el T. cruzi y esta percepción es consistente con el reciente registro, por grupos independientes, de una serie de patentes de inhibidores de cruzipaína como potenciales agentes para el tratamiento de la enfermedad de Chagas (Urbina, 2003).

En 2002, la división farmacéutica de Celera Genomics, anuncio que el Institute for One World Health (California, EUA) y los Institutos Nacionales de Salud de los EUA habían iniciado el desarrollo del K-777 para el tratamiento etiológico de esta dolencia(http://www.celera.com/celera/pr_1056752136).

Sin embargo, en base a la información disponible en este momento en la literatura científica y de patentes sobre el grado de avance del desarrollo preclínico de estos compuestos, su desarrollo clínico para el tratamiento de la enfermedad de Chagas solo puede esperarse a mediano plazo (10 años).

Figura 4

Nuevos enfoques para el tratamientos etiológico de la enfermedad de Chagas
3. Inhibidores del metabolismo del pirofosfato.
Los parásitos de Tripanosomatídeos, así como aquellos pertenecientes al orden Apicomplexa ( Toxoplasma, Plasmodium ) contienen organelas especializadas en el almacenamiento de calcio y polifosfatos, llamados acidocalcisomas, no presentes en la mayoría de las células de vertebrados (Docampo et al., 2005; Docampo and Moreno, 2001a). La toma y descarga de iones Ca²⁺ hacia y desde la matriz del acidocalcisoma es controlada por una serie de mecanismos, que incluyen una Ca²⁺ ATPasa, un intercambiador Na⁺ /H⁺, bombas de protones energizadas por ATP y pirofosfato inorgánico (PPi), así como por pirofosfatasas (Docampo et al., 2005; Docampo and Moreno, 2001a).

Polifosfatos de cadena corta (principalmente el PPi y trifosfato inorgánico), están involucrados en la respuesta de este organismo a stress osmotico, asi como en el mantenimiento del status energético del parásito (Docampo et al., 2005; Docampo and Moreno, 2001a). Los bisfosfonatos, análogos metabólicamente inertes del PPi, se acumulan selectivamente en T. cruzi y otros Tripanosomatídeos (probablemente por su afinidad por los acidocalcisomas) y pueden inhibir enzimas esenciales del parásito involucradas en el metabolismo de pirofosfato inorgánico y orgánico, como la farnesil-difosfato sintetasa (FPPS) (Martin et al., 1999; Montalvetti et al., 2001), SQS (Urbina et al., 2002a) or bombas de protones dependientes de PPi.

Así pues, se ha demostrado que los N-alquil-bisfosfonatos (Fig. 5), inhibidores específicos de la FPPS que son ampliamente usados actualmente en el manejo de problemas de resorción ósea como la osteoporosis y la enfermedad de Paget (Rodan and Martin, 2000), tienen tambien una potente y selectiva acción contra el T. cruzi, tanto in vitro como i n vivo (Docampo and Moreno, 2001b; Garzoni et al., 2004a; Garzoni et al., 2004b) ; sin embargo, aunque se ha reportado que el pamidronato (Aredia®, Novartis) puede inducir cura parasitológica radical en un modelo murino de leishmaniasis cutánea (Rodriguez et al., 2002), no se reportaron curas parasitológicas completas en un estudio con risedronato (Actonel®, Procter & Gamble) en un modelo murino de enfermedad de Chagas aguda (Garzoni et al., 2004b), hecho probablemente debido al carácter diseminado de la infección, las propiedades farmacocinéticas del compuesto y el corto período de tratamiento usado (7dias).

Así pues, aunque los bisfosfonatos ya aprobados para uso en humanos (osteoporosis) son promisorios compuestos-guia para el desarrollo de nuevos antiparasititos de amplio espectro su eventual desarrollo para esta nueva aplicación probablemente requiera nuevas formulaciones de los compuestos existentes (incluyendo pro-drogas), con propiedades farmacocinéticas mas apropiadas, así como compuestos selectivos contra enzimas de los parásitos.

En base a esas consideraciones, el desarrollo clínico de los bisfosfonatos para el tratamiento de la enfermedad de Chagas solo puede esperarse a mediano plazo (10 años).

Figura 5

Nuevos enfoques para el tratamientos etiológico de la enfermedad de Chagas
4. Inhibidores de la síntesis y metabolismo del tripanotión.
Trabajo independiente de varios grupos ha identificado las enzimas involucradas en la síntesis y metabolismo redox del tripanotión (N 1, N 8 -bis(glutationil)-spermidina, Fig. 6) como potenciales blancos quimioterapéuticos en Tripanosomatídeos patógenos (Schmidt and Krauth-Siegel, 2002).

Esta ruta bioquímica es única de protozoarios del orden Kinetoplastida, en los cuales cumple funcionales análogas a las del glutatión y la glutatión reductasa de otras células, en el mantenimiento del estado redox de los grupos tiol (Salmon-Chemin et al., 2001; Schmidt and Krauth-Siegel, 2002). Los genes de todas las enzimas de esta ruta bioquímica han sido clonados, expresados heterologamente y las estructuras tridimensionales de todas las enzimas determinadas por cristalografía de rayos-X (Fig.5).

Asimismo, varias enzimas de la ruta, incluyendo la tripanotión reductasa (TR) y la tripanotión sintetasa han sido validadas genéticamente como esenciales para estos parásitos (Schmidt and Krauth-Siegel, 2002). El diseño y prueba de inhibidores específicos de la TR esta en progreso y se han identificado varias familias de compuestos que son potentes inhibidores de la enzima pura y del crecimiento del T. cruzi in vitro (Gutierrez-Correa et al., 2001; Li et al., 2001; Rivarola and Paglini-Oliva, 2002; Salmon-Chemin et al., 2001), pero hay muy pocos estudios sobre la acción de tales compuestos como agentes anti-parasíticos in vivo. En uno de los pocos estudios publicados, se demostró que la tioridazina, un conocido inhibidor de la TR in vitro (Gutierrez-Correa et al., 2001), es capaz de reducir la parasitemia, incrementar la sobrevida y prevenir daño cardiaco en modelos murinos de enfermedad de Chagas aguda (Lo Presti et al., 2004; Rivarola et al., 1999), pero no se pudo obtener cura parasitológica de los animales y la selectividad de la acción del compuesto sobre la TR no esta demostrada.

Dado este limitado desarrollo pre-clínico, el desarrollo clínico de inhibidores de TR para el tratamiento de la enfermedad de Chagas solo puede esperarse a largo plazo (10 a 15 años).

Figura 6

Nuevos enfoques para el tratamientos etiológico de la enfermedad de Chagas
5. Inhibidores de la captura de purinas
Los Tripanosomatideos parasitos son organismos absolutamente deficientes en la sintesis de novo de las purinas, por lo que deben obtener estos compuestos esenciales del hospedero o medios de cultivo. Una enzima esencial en este proceso es la hipoxantina-guanina fosforibosil transferasa (HGPRT), un blanco bioquimico validado es estso organismos (Stoppani, 1999).

El alopurinol (4-hidroxi-pyrazol-(3,4d)-pirimidina) ha sido usado por decadas en humanos para el tratamiento de la gota, pues es transformado en vertebrados al oxipurinol, que es potente inhibidor de la xantina oxidasa.

El Tripanosomatideos, que no tienen xantina oxidasa, el alopurinol actua como una anologo de purinas y es incorporado, via HGPRT, a los acidos nucleicos, lo que conlleva a un bloqueo secuencial en la sintesis de ADN, ARN y proteinas (Stoppani, 1999). Se h demostrado que este compuesto es un potente inhibidor del crecimiento de T. cruzi in vitro, pero in vivo se ha encontrado que hay fuertes diferencias en la susceptibilidad de diferentes cepas del parasito a la droga (Stoppani, 1999).

La eficacia del alopurinol en el tratamiento etiologico de la enfermedad de Chagas en humanos ha sido controversial. Estudios pioneros en Brasil reportaron que el compuesto era ineficaz aun en la fase aguda de la infeccion (Lauria-Pires et al., 1988), lo cual fue confirmado por un estudio multicentrico en pacientes cronicos llevado a cabo durante 1992 en Argentina, Brazil y Bolivia bajo los auspicios de la Organizacion Mundial de la Salud, el cual fue interrumpido por la patente ineficacia terapeutica del compuesto (W.H.O., 1995).

De nuevo, los estudios de Apt y colaboradores en Chile reportan resultados discrepantes con los obtenidos en otras partes del continente: de acuerdo con estos autores el alopurinol, suministrado a 8.5 mg.Kg -1 .day -1 por 60 dias a pacientes en en fase cronica, aunque incapaz de inducir cura parasitologica, pacientes pudo prevenir (75% de los casos) o revertir (49% de los casos) el desarrollo de anoamlias electrocardiograficas,luego de un seguimiento de 9 años (Apt et al., 1998; Apt et al., 2003).

Freymann y colaboradores (Freymann et al., 2000), usando la estructura cristalografica de la HGPRT del T. cruzi en una conformacion analoga a la del estado de transicion de la reaccion y un programa de reconocimiento molecular flexible, identicaron 22 compuestos in silico, 16 de los cuales demostraron ser potentes inhibidores de la HGPRT pura y 8 de ellos efectivos agentes antiproliferativos contra la forma amstigote intracelular del parasito, in vitro [Freymann et al., 2000]. No se ha reportado la actividad de esos compuestos in vivo.

Dado este limitado desarrollo pre-clínico, el desarrollo clínico de nuevos inhibidores de HGPRT para el tratamiento de la enfermedad de Chagas solo puede esperarse a largo plazo (10 a 15 años).

Conclusiones
En los últimos 25 años ha ocurrido un enorme avance en nuestro conocimiento de la bioquímica y biología celular del T. cruzi y organismos relacionados como el Trypanosoma brucei y varios miembros del genero Leishmania, incluyendo el secuenciamiento del genoma completo de esos organismos, recientemente reportado (Berriman et al., 2005; El-Sayed et al., 2005a; El-Sayed et al., 2005b; Ivens et al., 2005); estos logros son productos principalmente del esfuerzo del sector académico, con financiamiento publico. En principio pues, todos los posibles blancos quimioterapéuticos en tales parásitos ahora son accesibles, pero en el caso del T. cruzi la situación es mas avanzada pues se han validado varios blancos químicamente, genéticamente o de ambas formas, siendo los mejor caracterizados la biosíntesis de ergosterol, cruzipaína y el metabolismo de pirofosfato y tripanotión. Aun así, las únicas drogas disponibles actualmente para los pacientes de enfermedad de Chagas siguen siendo las mismas disponibles desde los años 60 y 70 del siglo pasado, con sus bien conocidas limitaciones.

La razón de este lento desarrollo de los conocimientos básicos hacia productos farmacéuticos usables reside fundamentalmente en la falta de estímulos económicos para la industria farmacéutica dentro del modelo prevalente de desarrollo de drogas con fines de lucro y de la ausencia, hasta muy recientemente, de modelos alternativos para ese fin. El costo estimado actual para el desarrollo de una droga que alcance el mercado de los países desarrollados es del orden de 800 millones de $ EUA (Preziosi, 2004) y refleja el elevado numero de fracasos en el desarrollo de compuestos candidatos a drogas (particularmente en las pruebas clínicas), los elevados costos inherentes a los sistemas de salud de los países industrializados y la continua declinación de la productividad de esta industria, que ha bajado por mas de un orden de magnitud en el ultimo cuarto de siglo (Booth and Zemmel, 2004).

Para las enfermedades tropicales, que afligen a poblaciones humanas con muy bajos recursos económicos, los resultados de este modelo han sido catastróficos: apenas el 1% de las drogas registradas en ese mismo periodo fueron para el tratamiento de dolencias principalmente prevalecientes en zonas tropicales (Pécoul et al., 2002; Trouiller et al., 2002; Trouiller et al., 2001) y 90% de la inversión en investigación y desarrollo en la industria se destina a productos farmacéuticos y cosméticos demandados por el 10% de la población mundial con recursos adecuados o abundantes, lo que es obviamente un fracaso, tanto de la economía de mercado como de las políticas publicas en los países endémicos (Pécoul et al., 2002; Trouiller et al., 2002; Trouiller et al., 2001).

Sin embargo, el costo del desarrollo de medicamentos en países en vías de desarrollo no tiene que ser tan elevado como en los países desarrollados y en reconocimiento de este hecho han surgido en años recientes varias iniciativas para el desarrollo de dogas sin fines de lucro, que reúnen los esfuerzos del sector publico y el privado y entre las que se encuentran la Drug for Neglected Diseases initiative (DNDi, www.dndi.org ), Medicines for Malaria Venture (MMV, www.mmv.org ) y el Institute for One World Health (IOWH, www.oneworldheath.org), junto al programa de Investigación y Docencia en Enfermedades Tropicales (TDR) de la Organización Mundial de la Salud.

Estas iniciativas están desarrollando nuevos modelos para el desarrollo de drogas que se apoyan en el sector académico internacional, en alianzas estratégicas con el sector industrial publico y privado y en los servicios de salud de los países endémicos, donde los costos de investigación y servicios son mucho mas bajos (Morel et al., 2005). Tales iniciativas constituyen actualmente la mas realista opción para atacar las enormes necesidades de medicamentos en los países en desarrollo.

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Publicación: Septiembre 2005

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