Atividade leishmanicida e alterações morfológicas em Leishmania (Leishmania) amazonensis tratadas com lapachol e ß-lapachona

Abstract

Resumo: A leishmaniose é considerada uma das doenças infecciosas mais negligenciadas do mundo. Os tratamentos disponíveis apresentam graves efeitos adversos, toxicidade e falhas terapêuticas. A pesquisa de novos compostos naturais com potencial anti-Leishmania tem se tornado cada vez mais importante para a descoberta de novos fármacos com maior eficácia, menor custo e com menores efeitos tóxicos e adversos. Estudos anteriores mostraram que o lapachol e a ß-lapachona possuem atividade anti-Leishmania. Neste estudo, foram investigados a atividade leishmanicida do lapachol e ß-lapachona derivados de Tabebuia avellanedae em Leishmania (Leishmania) amazonensis; a citotoxicidade em macrófagos J774A.1, macrófagos murinos e eritrócitos humanos; a produção de óxido nítrico (NO) e as alterações morfológicas nos parasitos. A partir do método colorimétrico de XTT, verificou-se que o lapachol e a ß-lapachona induziram a morte de formas promastigotas de L. (L.) amazonensis após 24, 48 e 72 h de incubação, com dose letal em 50% dos parasitos (DL50) para o lapachol de 75,60 ± 6,12 µg/mL, 72,82 ± 12,99 µg/mL e 58,85 ± 6,43 µg/mL, respectivamente, e DL50 para a ß-lapachona de 0,65 ± 0,18 µg/mL, 1,24 ± 0,19 µg/mL e 0,71 ± 0,03 µg/mL, respectivamente. Após 24 h, a inibição de crescimento de formas promastigotas em 50% (CI50) também foi demonstrada nas concentrações de 76,62 ± 1,21 µg/mL para lapachol, e 1,63 ± 0,09 µg/mL para a ß-lapachona. A concentração citotóxica para 50% dos macrófagos peritoneais (CC50/24 h) obtidos de camundongos BALB/c foi realizada utilizando o método de XTT e variou de 41,14 ± 2,17 µg/mL para o lapachol, e 3,21 ± 2,72 µg/mL para a ß-lapachona. Assim, o índice de seletividade (SI=CC50/CI50) e o índice terapêutico de seletividade (TSI=CC50/DL50, 24 h) foram maiores para a ß-lapachona (SI=1,97 e TSI=4,94) em relação ao lapachol (SI e TSI=0,54). Os mesmos parâmetros foram avaliados para os macrófagos de linhagem J774A.1, e a CC50 do lapachol foi de 26,66 ± 8,69 µg/mL (SI e TSI=0,35), e 3,18 ± 0,04 µg/mL para a ß-lapachona (SI=1,95 e TSI=4,89). O lapachol provocou hemólise de 5,6 ± 0,62% na concentração de 204,4 µg/mL e a ß-lapachona de 4,9 ± 0,19% na concentração de 157,5 µg/mL. Os níveis de nitrito encontrados no sobrenadante das culturas dos ensaios de citotoxicidade foram <1,5 µM (p>0,05). As alterações morfológicas observadas em formas promastigotas foram: forma mais redonda, alterações flagelares, encolhimento celular, condensação citoplasmática e alterações sugestivas de DNA condensado. Observou-se também nas formas tratadas perda de permeabilidade da membrana e fragmentação de DNA. O lapachol e a ß-lapachona têm atividade anti-Leishmania, baixa toxicidade para células peritoneais murinas, células de linhagem e eritrócitos humanos, e causam importantes mudanças na morfologia celular e nuclear sugestivas de apoptose, sendo potenciais candidatos para o tratamento da leishmaniose

Abstract: Leishmaniasis is considered one of the most neglected infectious diseases in the world. The available treatments have serious adverse effects, toxicity, and therapeutic failures. The research for new natural compounds with potential against Leishmania has increase and it is important for the discovery of new drugs with greater effectiveness, lower cost and with less toxic and adverse effects. Previous studies have shown that lapachol and ß-lapachone have anti-Leishmania activity. In this study, we investigated the leishmanicidal activity of lapachol and ß-lapachone derived from Tabebuia avellanedae in Leishmania (Leishmania) amazonensis; cytotoxicity in macrophages J774A.1, murine macrophages and human erythrocytes; the production of nitric oxide (NO) and the morphological changes in the parasites. Lapachol and ß-lapachone induced the death of promastigote forms of L. (L.) amazonensis after 24, 48 and 72 h of incubation, using XTT method. The lethal dose (LD50) for lapachol was 75, 60 ± 6,12 µg/mL, 72,82 ± 12,99 µg/mL and 58,85 ± 6,43 µg/mL, respectively, and LD50 for ß-lapachone was 0.65 ± 0.18 µg/mL, 1.24 ± 0.19 µg/mL and 0.71 ± 0.03 µg/mL, respectively. Inhibition of growth of promastigotes in 50% (IC 50) was also demonstrated at concentrations of 76.62 ± 1.21 µg/mL for lapachol and 1.63 ± 0.09 µg/mL for ß-lapachone after 24 h. The cytotoxic concentration to 50% of the peritoneal macrophages (CC50/24h) obtained from BALB/c mice was performed using the XTT method and ranged than 41.14 ± 2.17 µg/mL to lapachol and 3.21 ± 2.72 µg/mL for ß-lapachone. Thus, the selectivity index (SI=CC50/IC50) and the selective therapeutic index (TSI=CC50/LD50, 24 h) were higher for ß-lapachone (SI=1.97 and TSI=4.94) in relation to lapachol (SI and IST=0.54). The same parameters were evaluated for J774A.1 lineage macrophages and lapachol CC50 was 26.66 ± 8.69 µg/mL (SI and TSI=0.35) and 3.18 ± 0.04 µg/mL for ß-lapachone (SI=1.95 and TSI=4.89). Lapachol caused haemolysis of 5.6 ± 0.62% in the concentration of 204.4 µg/mL and ß-lapachone of 4.9 ± 0.19% in the concentration of 157.5 µg/mL. The nitrite levels found in the culture supernatant of the cytotoxicity assays were <1.5 µM (p> 0.05). The morphological changes observed in promastigote forms were: round shape, flagellar alterations, cellular shrinkage, cytoplasmic condensation and suggestive alterations of condensed DNA. Loss of membrane permeability and DNA fragmentation were also observed in the treated forms. Lapachol and ß-lapachone have anti-Leishmania activity, low toxicity to murine cells, human lineage and erythrocytes, cause important changes in cellular and nuclear morphology, being potential candidates for the treatment of leishmaniasis