A malária é uma das doenças parasitárias mais prevalentes no mundo, causando um grande impacto no desenvolvimento socioeconómico dos países afetados. Esta doença afeta principalmente a África Subsaariana, mas continua presente em 87 países de regiões
tropicais e subtropicais da América do Sul e Sudeste da Ásia. O surgimento e propagação de resistências do Plasmodium falciparum à terapia combinada à base de artemisinina (ACT) no sudeste da Ásia acentuou a necessidade de desenvolver novos antimaláricos e/ou medicamentos baseados no farmacóforo endoperóxido.
Neste contexto, uma biblioteca quimicamente diversa de endoperóxidos foi projetada e sintetizada. Foram analisados 36 compostos relativamente à atividade antimalárica in vitro e in vivo, utilizando, estirpes de P. falciparum e modelos murinos resistentes e sensíveis a antimaláricos. Foram explorados possíveis mecanismos de ação através de ensaios de ação específica do estágio do parasita, de alteração do potencial de membrana mitocondrial, e de medida de espécies reativas de oxigênio (ROS), contra estirpes de P. falciparum resistentes e sensíveis à artemisinina. A citotoxicidade foi avaliada em linhas celulares de mamífero V79 e HepG2 e a genotoxicidade foi avaliada em linhas celulares V79, utilizando o ensaio cometa. Também foram avaliadas a atividade gametocitocida e o risco de desenvolvimento de resistência dos novos endoperóxidos.
O presente trabalho descreve a avaliação da atividade antimalárica dos 36 novos compostos endoperóxidos dos quais o farmacóforo é parte de uma porção trioxolano (ozonídeo) ou tetraoxano, flanqueados por um grupo adamantilo e um anel ciclohexilo substituído. Oito compostos exibiram atividade antimalárica sub-micromolar (IC50 < 71,1 nM), ausência de resistência cruzada com artemisininas (ARTs) ou antimaláricos de base quinolínica, mostrando citotoxicidade e genotoxicidade negligenciáveis em células de mamífero. Estes compostos evidenciaram um impacto relevante no potencial de
membrana mitocondrial do parasita e induziram a formação de ROS. Destes, seis produziram sobrevida em estádio de anel <1% contra a estirpe resistente IPC5202 e três deles suprimiram totalmente a parasitémia por P. berghei em ratinhos, após administração oral. Estes três compostos apresentaram também elevada atividade gametocitocida.
Dentre os compostos investigados, os conjugados trioxolano-tetrazol LC131 e LC136 emergiram como potenciais candidatos antimaláricos por apresentar: toxicidade negligenciável em relação às células de mamíferos, atividade sub-micromolar sobre estádios assexuados e gametócitos de P. falciparum, supressão total da parasitémia in vivo (modelo murino P. berghei) e baixo risco de seleção de parasitas resistentes.Malaria is one of the most feared parasitic diseases in the world, causing a major impact on the socio-economic development of the affected countries. This disease affects mainly the sub-Saharan Africa but remains in 87 countries from tropical and subtropical regions
of South America and Southeast Asia. The emergence and spread of Plasmodium falciparum resistance to artemisinin‐based combination therapy (ACT) in Southeast Asia prompted the need to develop new endoperoxide‐type drugs.
A chemically diverse library of endoperoxides was designed and synthesized. 36 compounds were screened for in vitro and in vivo antimalarial activity using, respectively, the SYBR Green I assay and a mouse model. Possible mechanisms of action were identified, by using parasite-stage specific action assays, investigating alterations of
mitochondrial membrane potential with rhodamine 123 and measuring reactive oxygen species (ROS) with CM- H2DCFDA. The studies were conducted with artemisininresistant and artemisinin‐sensitive P. falciparum strains. Cytotoxicity was evaluated against mammalian cell lines V79 and HepG2, using the MTT assay, and genotoxicity was evaluated against V79 cell lines, using the comet assay. The gametocytocidal activity and the evaluation of risk for resistance were also evaluated.
The synthesis and antimalarial activity of 36 new endoperoxide‐derived compounds is reported, where the peroxide pharmacophore is part of a trioxolane (ozonide) or a tetraoxane moiety, flanked by adamantyl and a substituted cyclohexyl ring. Eight compounds exhibited sub‐micromolar antimalarial activity (IC50 0.3–71.1 nM), no crossresistance with artemisinin or quinolone derivatives and negligible cytotoxicity and
genotoxicity towards mammalian cells. These compounds had an impact on the mitochondrial membrane potential of the parasite and induced the formation of ROS.
From these, six produced ring stage survival < 1% against the resistant strain IPC5202 and three of them totally suppressed Plasmodium berghei parasitaemia in mice after oral administration. These three compounds have also shown high gametocytocidal activity.From the compounds investigated, trioxolane–tetrazole conjugates LC131 and LC136 emerged as potential antimalarial candidates; they show negligible toxicity towards mammalian cells while exhibiting ability to kill intraerythrocytic asexual and sexual stages of P. falciparum, low risk to developing resistance and capacity to totally suppress P. berghei parasitaemia in mice
