limitaciones y ventajas en el tratamiento con nifurtimox ... - … del miniforo de la...
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Limitaciones y ventajas en
el tratamiento con
nifurtimox y benznidazol.
Mercedes González
Grupo de Química Medicinal
Laboratorio de Química Orgánica
Facultad de Ciencias
Universidad de la República
MINI-FORO INTERNACIONAL:
INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS
Hotel Sheraton Presidente, 14 y 15 de junio de 2010. San Salvador. El Salvador
C I C
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S
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DE
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AD
OR
Antecedentes: agentes de uso en terapia
1912
arsénico HgCl2
fucsina
tártaro de emésis
1914
Mayer and Rocha Lima
1931
Un poco de historia
Carlos Chagas
Manifiesta la no existencia
de medicamentos que curen
la tripanosomiasis
1968
Brener
36 grupos de compuestos
•bis-quinaldenas
•fenantridinas
•aminoquinolinas
•arsenicales trivalentes
•espirotripan
•acrinomicinas
•nitrofuranos
•2-acetoamido-5-nitrotiazol e imidazol
nitrofurazona
Antecedentes: agentes de uso en terapia
* Packchanian, A. Chemotherapy of Experimental
Chagas Disease with Nitrofuran Compounds. J.
Parasitol. 1952, 38, 30.
* Bock, M.; Haberkorn, A.; Herlinger, H; Mayer, K.H.;
Petersen, S. The Structure-Activity Relationship of 4-
(5’-Nitrofurfurylidene-amino)-tetrahydro-4H-1,4-
thiazine-1,1-dioxides Active against Trypanosoma
cruzi. Arzneim.-Forsch. (Drug Res.) 1972, 22, 1564-
69. And series of articles: Arzneim.-Forsch. (Drug
Res.) 1972, 22, 1570-1642.
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Nifurtimox
* Hoffmann-La Roche Co. Biocidal (2-
Nitroimidazolyl)alkanoic Acids and Derivatives.
Brit. Pat. Apl. 1138529, Apr 18, 1966.
Benznidazol
N N
NO2
N
O
H
* Docampo, R.; Moreno, S.N.J. Free Radical
Intermediates in the Trypanocidal Action of Drugs
and Phagocytic Cells. In Oxygen Radicals in
Chemistry and Biology; Bors, W.; Saran, M.; Tait,
D.; Eds.; Berlin: de Gruyter, 1984; pp 749-51.
Cumplen Nfx y Bnz con preceptos fijados por OMS?
(i) Cura parasitológica de los casos agudos y crónicos de la infección;
(ii) Efectivos en una única dosis o con pocas dosis;
(iii) Accesibles a pacientes, p.ej, bajo costo y fácil de obtener;
(iv) Sin efectos secundarios ni teratogénicos;
(v) Sin necesidad de hospitalización para el tratamiento;
(vi) Sin resistencia demostrada o inducida en el agente etiológico.
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Nifurtimox
•Resultados positivos en fase aguda
•Resultados variables en fase crónica
•Regímenes de administración
8-10 mg/kg/día, divididos entre 2-3
dosis por día, durante 60 días
N N
NO2
N
O
H
Benznidazol
Bocca-Tourres 1969, Cançado et al. 1969, 1975, 1976, Rubio &
Donoso 1969, Schenone et al. 1969, 1972, 1981, Rassi
& Ferreira 1971, Prata et al. 1975, Ferreira 1990, Rassi &
Luquetti 1992, Coura 1996, Coura et al. 1997, Schenone et
al. 2001.
•Resultados positivos en fase aguda
•Resultados mejores que Nfx en fase crónica
•Regímenes de administración
5-8 mg/kg/día, divididos entre 2-3
dosis por día, durante 30-60 días
Schenone et al. 1975, 1981, Ferreira 1976, Coura et al.
1978, 1997, Cançado & Brenner 1979, Rassi & Luquetti 1992,
Viotti et al. 1994, Andrade et al.1996, Coura 1996, Cançado
1997, Sosa-Stani et al. 1998, Rassi et al. 1999.
Regla general
Cura 80 % en casos agudos
Cura 20 % en casos crónicos
Estado actual
Combinado con eflornitina está siendoestudiado, en un ensayo multicéntricorandomizado, en fase III para eltratamiento de Trypanosoma bruceigambiense, trypanosomiasis Africana.
Priotto, G.; Kasparian, S.; Mutombo, W.; Ngouama, D.;
Ghorashian, S.; Arnold, U.; Ghabri, S.; Baudin, E.; Buard, V.;
Kazadi-Kyanza, S.; Ilunga, M.; Mutangala, W.; Pohlig, G.;
Schmid, C.; Karunakara, U.; Torreele, E.; Kande, V. Nifurtimox-
eflornithine combination therapy for second-stage African
Trypanosoma brucei gambiense trypanosomiasis: a
multicentre, randomised, phase III, non-inferiority trial. The
Lancet 2009, 374, 56-64.
Desde 2004 se realiza el estudio
multicéntrico BENEFIT (BENznidazole
Evaluation For Interrupting
Trypanosomiasis Program),
randomizado, doble-ciego con placebo.
Estudio clínico que involucra 3000
pacientes con cardiomiopatía
Chagásica de 35 centros
Latinoamericanos.
Marin-Neto, J.A.; Rassi, A.; Morillo, C.A.; Avezum, A.;
Connolly, S.J.; Sosa-Estani, S.; Rosas, F.; Yusuf, S.
Rationale and design of a randomized placebo-controlled
trial assessing the effects of etiologic treatment in Chagas'
cardiomyopathy: The BENznidazole Evaluation For
Interrupting Trypanosomiasis (BENEFIT). Amer. Heart J.
2008, 156, 37-43.
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Nifurtimox Benznidazol
N N
NO2
N
O
H
Metabolismo reductivo,
sin producción de
ROS, con unión
covalente a
macromoléculas
Metabolismo reductivo,
con producción de
ROS
Mecanismos de acción propuestos
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Nifurtimox Benznidazol
N N
NO2
N
O
H
Mecanismos de acción propuestos
Nifurtimox y reciclaje redox
Concentraciones de Nfx 26 IC50
Nifurtimox produce estrés oxidativo?
Menadiona (Mena)
Desventajas de los agentes usados en terapia
Nifurtimox
ON
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O2N
Me
Nifurtimox Benznidazol
N N
NO2
N
O
H
- Efectos secundarios en los tratamientos farmacológicos
(agravado en pacientes con estado sanitario crítico)
- Evidencias de efectividad exclusiva en la etapa aguda de la
enfermedad
- Aparición de cepas resistentes
- Producción discontinuada
Resistencia a Nifurtimox y Benznidazol
Trans R Soc Trop Med Hyg. 1992 Nov-Dec;86(6):624-6.
Specific chemotherapy of Chagas disease: a comparison between the
response in patients and experimental animals inoculated with the same
strains.
Andrade SG, Rassi A, Magalhaes JB, Ferriolli Filho F, Luquetti AO.
Gonçalo Moniz Research Centre, Salvador, Bahia, Brazil.
Abstract
Eleven strains of Trypanosoma cruzi were isolated from patients with Chagas
disease in central Brazil by xenodiagnosis and inoculation into newborn mice.
Biological characterization and isoenzyme analysis showed that 6 strains were type
II (zymodeme 2) and 5 were type III (zymodeme 1). Patients were treated with
benznidazole or benznidazole plus nifurtimox. Mice infected with each isolated strain
were treated for comparison with the results obtained in the respective patient.
Evaluation of cure of the patients was based on the indirect immunofluorescence
test, complement fixation reaction and xenodiagnosis. For the mice, haemoculture,
indirect immunofluorescence testing, xenodiagnosis and inoculation of blood into
newborn mice were used. Tests were performed 3-6 months after the end of
treatment. The cure rate was 66-100% in mice infected with type II strains and 0-9%
in those infected with type III strains. The correlation between treatment results in
patients and mice was 81.8% (9 of 11 cases). Type II strains were more susceptible
to treatment, in contrast to type III strains which yielded the majority of therapeutic
failures.
EFECTOS ADVERSOS OBSERVADOS EN CLÍNICA
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
•Principalmente a afecta a SN
•Anorexia
•Pérdida de peso
•Polineuropatía
•Vómitos
•Insomnio
N N
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•Principalmente a afecta a piel y medula ósea
•Hipersensibilidad
•Dermatitis
•Erupciones cutáneas
•En casos graves trombocitopenia
Toxicidad experimental
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Intensamente estudiado por Bayer
Toxicidad crónica, subcrónica y aguda
en diversas especies de animales
•LD50 3000 y 4000 mg/kg v.o. en ratas y
ratones
•Toxicidad subcrónica a 400 mg/kg,
efectos sobre SNC
•Inhibición de espermatogénesis
•Efectos sobre reproducibilidad se
observaron a dosis relativamente altas
•Daño tisular en colón y esófago
•Observación de aparición de cánceres
N N
NO2
N
O
H
Poco estudiado
principalmente estudios desarrollados
por Dr. Castro
Demostrando que dado a ratas
preñadas
atraviesa la barrera placentaria
accediendo
al feto.
Metabolitos secundarios se unen a
proteínas maternas sino del feto
Observación de daño en colón y
esófago
Aumento de casos de linfomas
Genotoxicidad y mutagenicidad de Nifurtimox y Benznidazol
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
N N
NO2
N
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H
Desde 1986 se han llevado a cabo estudios de genotoxicidad y mutagenicidad
empleando el ensayo de Ames, utilizando varios estirpes de Salmonela
typhymurium
Principalmente la estirpe TA 100 es la más afectada.
Genotoxicidad y mutagenicidad de Nifurtimox y Benznidazol
Tanto Nfx como Bnz inducen daño oxidativo en linfocitos humanos, ensayo cometa
e inducción de micronúcleos
N
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O
N
O
Cl
N
O
N
O
N
O
N
OO
O
N
O
N
O
O
O
18 E
18 Z
29 E/Z
28 Z
28 E
Nuestra experiencia en estudios toxicidad in vitro
Nuestra experiencia en estudios toxicidad in vitro
Test de AmesSalmonella typhimurium (lineage TA98)
Nuestra experiencia en estudios toxicidad in vitro
Nfx y Bnz hasta 100 M no
resultaron genotóxicos
C (-)C (+) 100 25 12 100 50 25 12 100 50 25 12 100 50 25 12
0
50
100
150
200
250
300
350
400
DN
A d
am
ag
e (
arb
itra
ry u
nits)
quantified category 4
quantified category 3
quantified category 2
quantified category 1
Score
3 Nfx Bnz 8+9
Ensayo cometa células V-79
Metabolismo y toxicidad
•Citocromo P450 reductasa y Citocromo P450 son las responsables de
metabolismo en mamíferos
•En órganos donde están localizadas en mitocrondias además de microsomas el
daño se reconoce también a nivel de la localización de los organelos.
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Nifurtimox Benznidazol
N N
NO2
N
O
H
- Efectos secundarios en los tratamientos farmacológicos
(agravado en pacientes con estado sanitario crítico)
- Evidencias de efectividad exclusiva en la etapa aguda de la
enfermedad
- Aparición de cepas resistentes
- Producción discontinuada
NORMAL Bnz Nfx
Influencia del metabolismo en la toxicidad de Nifurtimox y Benzinidazol
Consideraciones a tener en cuenta
•Ambos fármacos se clasifican como genotóxicos y mutagénicos.
•Impedimento primordial para que no poder ser registrados como
medicamentos.
•La búsqueda de nuevos agentes carentes de estos efectos es primordial.
•Los estudios de toxicidad preclínica deben realizarse en etapas más
tempranas en el desarrollo de fármacos.
Nuestra experiencia en la aplicación de este concepto
•Diseño de compuestos modificados a partir del fármaco Nifurtimox
•Identificación de productos químicos que han presentado un buen perfil de actividad
in vitro e in vivo frente T. cruzi
OX
N NH
Y
Z
-X= -NO2, Y= O, -Z= -NHhexil, 1 Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 2 Y= O, -Z= -Ohexil, 4-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 8
WXN N
H
Z
W= O-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 3 Y= O, -Z= -Ohexil, 7W= S-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 6-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 9
Y
OO2N
NHhexil
O
5
Nifurtimox
ON
N
SO2
O2N
Me
Nuestra experiencia en la aplicación de este concepto
OX
N NH
Y
Z
-X= -NO2, Y= O, -Z= -NHhexil, 1 Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 2 Y= O, -Z= -Ohexil, 4-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 8
WXN N
H
Z
W= O-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 3 Y= O, -Z= -Ohexil, 7W= S-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 6-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 9
Y
OO2N
NHhexil
O
5
OX
N NH
Y
Z
-X= -NO2, Y= O, -Z= -NHhexil, 1 Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 2 Y= O, -Z= -Ohexil, 4-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 8
WXN N
H
Z
W= O-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 3 Y= O, -Z= -Ohexil, 7W= S-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 6-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 9
Y
OO2N
NHhexil
O
5
Productos mutagénicos en TA98 se pasan a ensayo cometa
4 y 5 no producen daño oxidativo en el ADN
Ensayo con cinco estirpes TA98, TA 100, TA102, TA1535, TA1537 de compuestos 6-9
Nuestra experiencia en la aplicación de este concepto
OX
N NH
Y
Z
-X= -NO2, Y= O, -Z= -NHhexil, 1 Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 2 Y= O, -Z= -Ohexil, 4-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 8
WXN N
H
Z
W= O-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 3 Y= O, -Z= -Ohexil, 7W= S-X= -NO2, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 6-X= -H, Y= S, -Z= -NHCH2CH=CH2, 9
Y
OO2N
NHhexil
O
5
TA98, TA100 y TA102: no mutagénico
TA1535 y TA1537: Mutagénico con S9
Produce mutaciones por desfase
TA98, TA102, TA1535 y TA1537: no mutagénico
TA100: Mutagénico con y sin S9
Produce mutaciones por sustitución
8 y 9 No mutagénico
Consideraciones a tener en cuenta con nuestros furanos y tiofenos
• El estudio de toxicidad preclínica in vitro permitirá avanzar en el estudio de los
compuestos no mutagénicos por ejemplo profundizar los ensayos in vivo.
• El compuesto 6 sigue siendo un promisor candidato que debe continuar con
los
estudios genotoxicidad directa para evaluar su efecto.
• Se han planteado modificaciones estructurales basadas en la molécula de 6,
los cuales presentan una mejor actividad in vitro.
• Actualmente se está estudiando su perfil toxicológico in vitro.
MUCHAS
GRACIAS!!!
Organica.fcien.edu.uy