In vitro and in vivo assays of new compounds against Mycobacterium tuberculosis

Dissertação de mestrado em Química MedicinalA tuberculose é responsável por cerca de 2 milhões de mortes anualmente, a nível mundial. O controlo da infeção por Mycobacterium tuberculosis tem vindo a ser feito pelo recurso à vacinação com o Bacilo de Calmette-Guérin (BCG) e pela administração de agentes antimicobacterianos. No entanto, o sinergismo da tuberculose com a infeção por HIV e o aparecimento de estirpes multirresistentes e extensivamente resistentes aos fármacos aumentou a necessidade de desenvolver novas drogas anti-tuberculose. Recentemente, derivados de purina foram descritos como potentes agentes antimicobacterianos. O nosso grupo de investigação desenvolveu cinco novos derivados de purina, com elevada atividade contra Mycobacterium tuberculosis e, baixa toxicidade para células de mamífero. Neste trabalho, avaliou-se a atividade antimicobacteriana dos novos compostos em macrófagos derivados da medula óssea de ratinho infetados com Mycobacterium tuberculosis H37Rv. Três derivados de purina induziram uma redução significativa da carga bacteriana tendo-se ainda demonstrado que estes compostos não são tóxicos para os macrófagos. Além disso, avaliou-se o perfil de biodistribuição in vivo de um derivado de purina, por análise de HPLC após administração oral, tendo sido possível detetar o composto nos pulmões, fígado, baço e sangue dos ratinhos. Nos pulmões, o principal alvo da infeção por Mycobacterium tuberculosis, foi possível detetar uma elevada concentração do composto, 24h após a administração. Os três derivados de purina ativos em macrófagos foram posteriormente selecionados para avaliação da atividade antimicobacteriana num modelo murino de tuberculose disseminada. Ratinhos C57BL/6 foram infetados com uma dose baixa de M. tuberculosis H37Rv e os compostos foram administrados (25 mg/kg) durante 18 ou 36 dias. Verificou-se que os compostos não reduziram significativamente a carga bacteriana nos pulmões e fígado, mas um dos compostos induz uma redução no número de CFUs nos pulmões dos ratinhos infetados. Este derivado de purina pode ser um bom candidato ao desenvolvimento como agente antimicobacteriano.Worldwide, tuberculosis is responsible for approximately 2 million deaths each year. The control of Mycobacterium tuberculosis infection has been performed using the vaccine Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guérin (BCG) and the administration of antimycobacterial agents. However, synergy with HIV infections as well the emergence of multidrug-resistant and extensively drug-resistant strains has increased the need for the development of new anti-tuberculosis drugs. Recently, purine derivatives were described like potent antimycobacterial agents. Our lab has developed five new purine derivatives which exhibited high activity against Mycobacterium tuberculosis and low toxicity against mammalian cells. In this work, we evaluated the antimycobacterial activity of new compounds against Mycobacterium tuberculosis H37Rv infected bone-marrow derived macrophages (BMDMs). Three purine derivatives cause a significant reduction in bacterial burdens and we demonstrated that these compounds were not toxic for the BMDMs. In addition, we assessed the in vivo biodistribution profile of one purine derivative, by HPLC analysis following oral administration, and we can detected the compound in lungs, liver, spleen and blood of mice. A high concentration of compound was achieved in lungs, the main target of Mycobacterium tuberculosis infection, 24 hours post administration. The three purine derivatives were selected for biological evaluation in a mouse model of disseminated tuberculosis. C57BL/6 mice were infected with a low dose of M. tuberculosis H37Rv strain and the compounds were administered orally (25 mg/kg) by 18 or 36 days. The compounds did not significantly reduce the bacterial burdens in lungs and liver but one compound induces a reduction in CFUs number in lungs of infected mice. So, this purine derivative might represent a good candidate as new antimycobacterial agent