UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA TROPICAL E SAÚDE PÚBLICA LOURIVAL DE ALMEIDA SILVA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MEDICINA TROPICAL E SAÚDE PÚBLICA LOURIVAL DE ALMEIDA SILVA Reposicionamento in silico de fármacos para doenças negligenciadas com ênfase no metabolismo energético de Leishmania spp e apicoplasto de Plasmodium falciparum Goiânia 2015

2 TERMO DE CIÊNCIA E DE AUTORIZAÇÃO PARA DISPONIBILIZAR AS TESES E DISSERTAÇÕES ELETRÔNICAS (TEDE) NA BIBLIOTECA DIGITAL DA UFG Na qualidade de titular dos direitos de autor, autorizo a Universidade Federal de Goiás (UFG) a disponibilizar, gratuitamente, por meio da Biblioteca Digital de Teses e Dissertações (BDTD/UFG), sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o documento conforme permissões assinaladas abaixo, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. 1. Identificação do material bibliográfico: [ ] Dissertação [ x ] Tese 2. Identificação da Tese ou Dissertação Autor (a): Lourival de Almeida Silva Lourival.silva@ifgoiano.edu.br Seu pode ser disponibilizado na página? [ x ]Sim [ ] Não Vínculo empregatício do autor Professor do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico do IF Goiano, campus Ceres. Agência de fomento: Sigla: País: UF: CNPJ: Título: Reposicionamento in silico de fármacos para doenças negligenciadas com ênfase no metabolismo energético de Leishmania spp e apicoplasto de Plasmodium falciparum. Palavras-chave: Reposicionamento de fármacos, Metabolismo Energético, Leishmania spp; Apicoplasto; Plasmodium falciparum. Título em outra língua: In silico drug repositioning for neglected tropical diseases with emphasis on energy metabolism of Leishmania spp and Plasmodium falciparum apicoplast. Palavras-chave em outra língua: Drug Repositioning; Energy metabolismo, Leishmania spp; Apicoplast; Plasmodium falciparum. Área de concentração: Parasitologia Data defesa: 27/02/2015 Programa de Pós-Graduação: Medicina Tropical Orientador (a): Prof. Dr. José Clecildo Barreto Bezerra clecildobarreto@gmail.com Co-orientador (a):* Prof. Dr. Pedro Vítor Lemos Cravo e Prof. Dra. Ana Maria de Castro *Necessita do CPF quando não constar no SisPG 3. Informações de acesso ao documento: Concorda com a liberação total do documento [ x ] SIM [ ] NÃO 1 Havendo concordância com a disponibilização eletrônica, torna-se imprescindível o envio do(s) arquivo(s) em formato digital PDF ou DOC da tese ou dissertação. O sistema da Biblioteca Digital de Teses e Dissertações garante aos autores, que os arquivos contendo eletronicamente as teses e ou dissertações, antes de sua disponibilização, receberão procedimentos de segurança, criptografia (para não permitir cópia e extração de conteúdo, permitindo apenas impressão fraca) usando o padrão do Acrobat. Assinatura do (a) autor (a) Data: / / 1 Neste caso o documento será embargado por até um ano a partir da data de defesa. A extensão deste prazo suscita justificativa junto à coordenação do curso. Os dados do documento não serão disponibilizados durante o período de embargo.

3 LOURIVAL DE ALMEIDA SILVA Reposicionamento in silico de fármacos para doenças negligenciadas com ênfase no metabolismo energético de Leishmania spp e apicoplasto de Plasmodium falciparum Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Medicina Tropical e Saúde Pública da Universidade Federal de Goiás como requisito para a obtenção do Título de Doutor em Medicina Tropical e Saúde Pública. Orientador: Profº. Dr. José Clecildo Barreto Bezerra Co-orientadores: Profº. Dr. Pedro Vítor Lemos Cravo e Profª. Dra. Ana Maria de Castro Goiânia 2015 ii

4 Ficha catalográfica elaborada automaticamente com os dados fornecidos pelo(a) autor(a), sob orientação do Sibi/UFG. Silva, Lourival de Almeida Reposicionamento in silico de fármacos para doenças negligenciadas com ênfase no metabolismo energético de Leishmania spp e apicoplasto de Plasmodium falciparum [manuscrito] / Lourival de Almeida Silva xvi, 96 f. Orientador: Prof. Dr. José Clecildo Barreto Bezerra; co-orientador Dr. Pedro Vítor Lemos Cravo; co-orientador Dr. Ana Maria de Castro. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Goiás, Instituto de Patologia Tropical e Saúde Pública (IPTSP), Programa de Pós Graduação em Medicina Tropical e Saúde Pública, Goiânia, Bibliografia. Apêndice. Inclui siglas, mapas, abreviaturas, tabelas, lista de figuras, lista de tabelas. 1. Reposicionamento de fármacos. 2. Metabolismo Energético. 3. Leishmania spp. 4. Apicoplasto. 5. Plasmodium falciparum. I. Barreto Bezerra, José Clecildo, orient. II. Lemos Cravo, Pedro Vítor, co orient. III. Título.

5 Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical e Saúde Pública da Universidade Federal de Goiás BANCA EXAMINADORA DA TESE DE DOUTORADO Aluno: Lourival de Almeida Silva Orientador: Profº. Dr. José Clecildo Barreto Bezerra Co-orientadores: Profº. Dr. Pedro Vítor Lemos Cravo e Profª. Dra. Ana Maria de Castro Membros: 1. Profº. Dr. José Clecildo Barreto Bezerra IPTSP/UFG 2. Profº. Dr. Cláudio Carlos da Silva PUC/GO 3. Profª. Dra. Carolina Horta Andrade FF/UFG 4. Profª Dra. Elisângela de Paula Silveira Lacerda ICB/UFG 5. Profº Dr. Clayton Luiz Borges ICB/UFG Data: 27/02/2015 iii

6 Dedico esse trabalho a minha fiel companheira, esposa e amiga Jucilene de S. R Almeida que sempre me apoiou e me auxiliou em tudo. Sem ela eu não teria conseguido. Dedico também as minhas filhas, Beatriz R. Almeida e Júlia R. Almeida que me alegraram e me incentivaram nos momentos difíceis. iv

7 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus pelo privilégio do recomeço e por me ensinar que os acontecimentos não são precoces ou se atrasam, eles ocorrem no tempo Dele. Ao professor Dr. José Clecildo Barreto Bezerra pela confiança e lealdade de sua orientação nesse trabalho, e por não ter sido apenas um orientador, mas um amigo e uma inspiração para mim. Ao professor Dr. Pedro Vítor Lemos Cravo pela paciência, presteza e cumplicidade no auxílio para realização desse trabalho. A professora Dra. Ana Maria de Castro pela solicitude, gentileza e doçura ao responder os pedidos de ajuda. A professora Dra. Marina Clare Vinaud pelo apoio, sugestões e críticas feitas ao trabalho. A biomédica Dra. Tatiane Luiza da Costa pelo imenso esforço empregado na realização dos testes com os fármacos. Aos secretários da pós-graduação José Clementino e Kariny Soares pela gentiliza e presteza no atendimento de minhas solicitações. Ao programa de Pós Graduação em Medicina Tropical e Saúde Pública por me oportunizar esse feito. Ao diretor geral Hélber Souto Morgado e ao diretor de ensino Cleiton Mateus do Instituto Federal Goiano, campus Ceres por terem apoiado a realização desse trabalho. v

8 SUMÁRIO AGRADECIMENTOS... v SUMÁRIO... vi FIGURAS E TABELAS... viii FIGURAS E TABELAS DOS ARTIGOS... ix SIGLAS E ABREVIATURAS... x RESUMO... xii ABSTRACT... xiii 1 INTRODUÇÃO Doenças Tropicais Negligenciadas As Leishmanioses Ciclo Biológico de Leishmania spp Formas clínicas Epidemiologia e controle Tratamento e resistência Metabolismo energético como alvo de fármacos antileishmania Malária Ciclo biológico do Plasmodium sp A doença Epidemiologia e controle Tratamento e resistência O apicoplasto e terapia antimalárica O reposicionamento in silico de fármacos para as leishmanioses e malária JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Geral Específicos MÉTODO(S) Estratégia para identificação de potenciais alvos terapêuticos do metabolismo energético de Leishmania Estratégia para identificação de potenciais alvos terapêuticos do metabolismo do apicoplasto de Plasmodium falciparum vi

9 5 RESULTADOS Artigo 1 In Silico Search of Energy Metabolism Inhibitors for Alternative Leishmaniasis Treatments Artigo 2 A Systematic in Silico Search for Target Similarity Identifies Several Approved Drugs with Potential Activity against the Plasmodium falciparum Apicoplast DISCUSSÃO GERAL Fármacos que atuam no metabolismo energético de Leishmania spp Fármacos que atuam no apicoplasto de P. falciparum CONCLUSÕES GERAIS REFERÊNCIAS APÊNDICE Bases de dados consultadas vii

10 FIGURAS E TABELAS Figura 1 Estádios evolutivos de Leishmania amazonensis. Forma promastigota ( 1000; A) e amastigota (B). Amastigotas estão infectando um macrófago... 5 Figura 2 Ciclo de vida de Leishmania spp. causador da leishmaniose... 6 Figura 3 Distribuição geográfica das leishmanioses no mundo. A) Leishmanioses cutânea e cutânea mucosa no Novo Mundo. B) Leishmaniose visceral no Velho e no Novo Mundo Figura 4 As principais vias do metabolismo energético em Leishmania major. Reações da glicólise, que ocorrem no glicossomo no citosol e ciclo de Krebs, na mitocôndria Figura 5 Metabolismo do carbono de Leishmania mexicana nas formas promastigotas (A) e amastigotas (B) Figura 6 Ciclo biológico do Plasmodium spp Figura 7 Mapa da população mundial sob-risco de contrair malária Figura 8 Fórmulas moleculares da artemisinina e seus derivados Figura 9 Esquema para a origem de todos os plastídeos por endossimbiose primária e secundária Tabela 1 DALYs estimadas (em milhões de dólares) das DTNs resultantes da sobrecarga global de doença, estudo de Tabela 2 Principais fármacos antimaláricos. World Health Organization. Guideline for the Treatments of Malaria, Genebra, WHO, Tabela 3 Terapia combinada baseada em artemisinina. World Health Organization. Guideline for the Treatments of Malaria, Genebra, WHO, Tabela 4 Fármacos reposicionados com êxito para novas indicações viii

11 FIGURAS E TABELAS DOS ARTIGOS Artigo 1 Figure 1. Flowchart depicting the overall strategy and results of this work...62 Table 1. New drug-target associations disclosed in the present study...63 Artigo 2 Figure 1. Distribution of the expected apicoplast targets according to their predicted metabolic function in the apicoplast...68 Figure 2. Flowchart summarizing the work pipeline and corresponding results (*denotes the targets that were discarded on the basis of having chemical affinity to dietary supplements/nutraceuticals)...69 Table 1. Examples of drug-target associations previously determined, that were correctly identified in the present study...70 Table 2. New drug-target associations disclosed in the presente study...71 ix

12 SIGLAS E ABREVIATURAS AA ABCD ABLC AKT ADP AnA AnB ATP DesA3 DNA DALY DTN ED50 EUPATHDB FDA GBD G6PD GENE DB HIV/AIDS HAP IC50 ISO IPTSP k-dna LD50 logp LND LTA LV L-AnB Ácido Azelaico Anphoterecin B Coloidal Dispersion Anphotericin B Lipid Complex Protein Kinase Threonine Adenosine Diphosphat Anphotericin A Aphotericin B Adenosine Triphosphat Stearoyl-CoA 9-desaturase Desoxirribonucleic acid Disability-Adjusted Life-Years Doenças Tropicais Negligenciadas Half Efective Dose Eucariotic Pathogene DataBase Resources Food and Drug Administration Global Burden of Disease Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase Gene DataBase Human immunodeficiency Virus/ Acquride Immunodeficiency Syndrome Histo Aspartic Protease Half maximal inhibitory concentration Isonoxil Instituto de Patologia Tropical e Saúde Pública Knetoplastid DNA Half maximal Lethal Dose logarithm partition coefficient Lonidamina Leishmaniose tegumentar americana Leishmaniose Visceral Liposomal Anphotericin B x

13 NADPH Nicotinamide Adenine Dinucleotíde Phosphate Hydrogen N86Y asparagine 86 tyrosine ONG Organização Não Governamental OMS Organização Mundial da Saúde PABA Para-aminobenzoic acid PfATPase Plasmodium falciparum Adenosine Triphosphatase PfCYTB Plasmodium falciparum cytochrome b PfCRT Plasmodiu falciparum chloroquine resistance transporter PfDHFR Plasmodium falciparum dihydrofolate reductase PfDHPS Plasmodium falciparum dihydropteroate synthase PfMDR Plasmodium falciparum multidrug resistance PfNHE1 Plamodium falciparum sodium/proton exchanger 1 ph Potencial Hidrogeniônico PMI Phosphomanose Isomerase PQB Proteína Quinase B PvMDR Plsmodium vivax Multidrug Resistance RNA Ribonucleic Acide PLASMODB Plasmodium Genomics Resource DataBase SinanNET Sistema de informação agravos de notificação SNP Single Nucleotide polymorfism STITCH Search Tool for Interactions of Chemicals TCA Terapia de Combinação baseada na artemesinina TDR TARGETS Tropical Disease Research Targets TRITRYpDB Trypanosomatidae DataBase TTDB Therapeutic Targets DataBase WHO World Health Organization Y184F Tyrosine 184 phenylalanine D1246Y Aspartic acid 1246 Tyrosine xi

14 RESUMO As leishmanioses são parasitoses negligenciadas responsáveis por prejuízos físicos, econômicos e sociais. A malária, embora não seja classificada como negligenciada, é responsável por altos índices de morbidade e mortalidade, principalmente nos países africanos. Ao longo dos anos, o tratamento dos infectados tem sido a forma mais eficaz de controle dessas endemias. Entretanto, os efeitos tóxicos, o alto custo dos fármacos e a resistência dos parasitos têm sido os maiores desafios enfrentados pela terapêutica das leishmanioses e da malária. Sendo assim, é urgente a necessidade de desenvolver novos fármacos que minimizem esses transtornos e contribuam para erradicação dessas parasitoses. Diante disso, laboratórios acadêmicos, governos e organizações não governamentais têm apoiado projetos voltados para o reposicionamento de fármacos aprovados com vistas a reduzir custos e tempo de produção de novos antiparasitários. No presente trabalho, utilizamos a bioinformática para identificar, buscar e analisar alvos moleculares do metabolismo energético de Leishmania spp e do apicoplasto de P. falciparum, visando o reposicionamento in silico de fármacos. Utilizando a base de dados TDR Targets, identificamos 94 genes e 93 alvos do metabolismo energético de Leishmania. Em seguida, utilizando a sequência peptídica de cada alvo, interrogamos as bases de dados Drug Bank e TTD na busca de fármacos. Nossa busca resultou em 44 alvos positivos, dos quais 11 interagiam com 15 fármacos aprovados para uso em humanos. Utilizamos estratégia semelhante para identificar fármacos antimaláricos que atuassem especificamente contra o metabolismo do apicoplasto. A base de dados GeneDB do genoma de P. falciparum foi usada para compilar uma lista de cerca de 600 proteínas com peptídeos sinais do apicoplasto. Cada uma dessas proteínas foi tratada como potencial alvo de fármaco e sua sequência prevista foi usada para interrogar três diferentes bases de dados de acesso livre (TT DB, DrugBank e STITCH ) Identificamos fármacos com potencial de interagir com 47 peptídeos supostamente envolvidos na biologia do apicoplasto do P. falciparum. Quinze desses alvos hipotéticos são previstos interagir com fármacos já aprovados para uso clínico, mas que nunca foram avaliados contra os parasitos da malária. Os nossos resultados sugerem que os fármacos aqui identificados apresentam potencial para tratamentos das leishmanioses e da malária, mas que necessitam de validação experimental para confirmar sua eficácia. xii

15 ABSTRACT Leishmaniasis is a neglected tropical disease responsible for physical, economic and social damages. Even though malaria is not classified as a neglected tropical disease, is responsible for high morbidity and mortality, especially in African countries. Current treatments for both diseases face several drawbacks, including the evolution of drugresistant parasites, the high cost of major drugs and the high toxicity of others. For these reasons, there is an urgent need to develop new drugs that minimize these downsides and, consequently, help eradicate these diseases. To overcome these difficulties, both academics and pharmaceutical companies are increasingly employing the so-called drug repositioning strategy. Drug repositioning aims to find new applications for drugs approved for other indications, and has proven valuable for decreasing research costs as well as to decrease the time required to market the "new" drug. In the present study, we used bioinformatics to identify and analyze molecular targets of the energy metabolism of Leishmania spp and of the P. falciparum apicoplast. The energy metabolism of Leishmania and the apicoplast metabolism have various enzymes that can be targeted by specific drugs, leading to lower toxicity and more promising therapies for humans. Using the TDR Targets database, we were able to identify 94 genes and 93 Leishmania energy metabolism targets. We identified 44 positive targets in these databases, and for 11 of these targets we found drugs already approved for use in humans. We used a similar strategy to identify antimalarial drugs that acted specifically against the apicoplast metabolism. The GeneDB database of the P. falciparum genome was used to compile a list of 600 proteins with apicoplast signal peptides. Each of these proteins was treated as a potential drug target and its predicted sequence was used to interrogate three different open access databases (DB TTD, DrugBank and STITCH ). We identified many drugs with the potential to interact with 47 peptides allegedly involved in apicoplast biology in P. falciparum. Fifteen of these hypothetical targets are predicted to interact with drugs are already approved for clinical use, but were never evaluated against malaria parasites. Our results suggest that the drugs identified here show potential activity against leishmania parasite and malaria, but need experimental validation to confirm their effectiveness. xiii

16 1 INTRODUÇÃO 1.1 Doenças Tropicais Negligenciadas As Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs) afetam populações de baixa renda, politicamente marginalizada e que vivem em zonas rurais e urbanas, cujas condições de moradia, saneamento e de serviços médicos são muito precárias (DAUMERIE, DENIS; SAVIOLI, 2010). Essas doenças são causadas por cerca 17 diferentes tipos de parasitos, incluindo as helmintíases: esquistossomose, filariose linfática, oncocercose, teníase e cisticercose, ancilostomíase, ascaridíase e tricuríase; protozooses: leishmaniose, doença de Chagas, tripanossomíase africana; bacterioses: lepra, tuberculose e tracoma e as viroses dengue e raiva (HOTEZ et al., 2014; HOTEZ PJ, MOLYNEUX DH, FENWICK A, 2007). Essas doenças se distribuem principalmente em regiões tropicais e afetam cerca de um bilhão de pessoas, provocando prejuízos econômicos e à saúde das comunidades afetadas. As DTNs são as principais causas de morbidade e mortalidade nos países da África, Ásia e América Latina, nos quais se concentram os maiores bolsões de pobreza do mundo. Todas essas doenças caracterizam-se por apresentar enorme impacto individual, familiar e comunitário nos países pobres e em desenvolvimento no que diz respeito à qualidade de vida, perda da produtividade, agravamento da pobreza, bem como o alto custo dos cuidados com a saúde de longo prazo dos afetados (DAUMERIE, DENIS; SAVIOLI, 2010). Assim, os impactos individuais mais comuns relacionados a algumas DTNs são: a esquistossomose diminui a capacidade cognitiva de crianças, produz má nutrição, perda de peso e, consequentemente, abandono da escola. A lepra provoca a perda de membros, discriminação e marginalização social. A tripanossomíase africana (doença do sono) produz debilidades severas e todos os casos não tratados evoluem para o óbito. A doença de Chagas compromete o coração, esôfago, estômago e intestinos diminuindo a qualidade de vida do paciente, incluindo a perda da capacidade de trabalho. A leishmaniose causa lesões na pele, deformações faciais e na sua variante clínica mais grave provoca a morte dos pacientes não tratados. A filariose linfática deforma membros e exclui os afetados do convívio social. A oncocercose produz cegueira e

17 incapacita os afetados para o trabalho e vida social (DAUMERIE, DENIS; SAVIOLI, 2010). Esses efeitos das DTNs são reportados como perda de anos de vida ajustados à incapacidade (do inglês DALY, Disability-Adjusted Life-Years) e são usados para analisar o impacto dessas doenças sobre a saúde dos indivíduos. O DALY foi usado pelo Global Burden of Disease Study 2010 (GBD 2010) como instrumento para avaliar e comparar local e globalmente o impacto de um número relativo de doenças. A tabela 1 apresenta as DALYs estimadas pelas principais DTNs indicadas no GBD Tabela 1 DALYs estimadas (em milhões de dólares) das DTNs resultantes da sobrecarga global de doença, estudo de Doenças DALYs DTNs 26,06 ( ) Esquistossomose 3.31 ( ) Ancilostomíase 3.23 ( ) Ascaridíases 1.32 ( ) Leishmanioses 3.32 ( ) Tripanossomíase Africana 0.56 ( ) Doença de Chagas 0.55 ( ) Tricuríase 0.55 ( ) Lepra ( ) Filariose linfática 2.78 ( ) Tracoma 0.33 ( ) Oncocercose 0.49 ( ) Cisticercose 0.50 ( ) Amebíase 2.24 ( ) Criptosporidiose 8.37 ( ) Adaptada de : Hotez PJ, Alvarado M, Basáñez M-G, Bolliger I, Bourne R, et al. (2014) The Global Burden of Disease Study 2010: Interpretation and Implications for the Neglected Tropical Diseases. PLoS Negl Trop Dis 8(7): e2865. Alguns especialistas, entretanto, acreditam que os DALYs não são suficientes para expressar os prejuízos causados pelas DTNs. Eles alegam que os DALYs não levam em conta o impacto econômico, social e psicológico causados pelas DTNs (HOTEZ et al., 2014). Do ponto de vista econômico, os efeitos podem ser diretos ou 2

18 indiretos para os países endêmicos. Os efeitos diretos estão relacionados aos custos com programas de prevenção, diagnósticos, tratamento dos doentes e internação. Os efeitos indiretos são aqueles que diminuem produtividade, provocam afastamento temporário ou permanente do trabalho e geram desemprego (CONTEH; ENGELS; MOLYNEUX, 2010). Na América Latina, é estimado que a doença de Chagas cause a perda de dias úteis de trabalho por ano devido as mortes pela doença. No Brasil, as faltas ao trabalho dos indivíduos afetados pela doença de Chagas provocam uma perda de 5-6 milhões de dólares por ano (CONTEH; ENGELS; MOLYNEUX, 2010). Assim, questiona-se qual o custo das DTNs para os países afetados e o custobenefício produzido pelo tratamento dessas doenças. Algumas DTNs possuem programas de controle baseados no tratamento preventivo. Os principais exemplos são a filariose linfática, a esquistossomose, a oncocercose e as geo-helmintíases (ascaridíase, ancilostomíase e tricuríase). Esses programas recebem apoio de governos locais, de agências técnicas, das indústrias farmacêuticas, organizações humanitárias e fundações. Os custos incluem: treinamento, educação em saúde, campanhas de prevenção, obtenção e distribuição de fármacos. Muitos estudos indicam que custo total para tratar as DTNs é menor do que aquele destinado aos programas de prevenção e tratamento do HIV/AIDS, da tuberculose e da e malária (CONTEH; ENGELS; MOLYNEUX, 2010). Vários fatores contribuem para os baixos custos do controle ou erradicação das DTNs, dentre eles destacam-se a doação de fármacos pelas indústrias farmacêuticas, a distribuição simultânea dos fármacos e o trabalho voluntário (CONTEH; ENGELS; MOLYNEUX, 2010). O custo benefício para evitar as DALYs é um dos mais baixos. Por outro lado, admite-se que algumas doenças poderiam apresentar um custo mais alto porque a identificação dos casos e a intervenção ambiental são as mais importantes ações. Por exemplo, a leishmaniose e triponossomíase africana têm um custo de e dólares, respectivamente, por DALY evitada. Mas isso só ocorre devido à contribuição do setor privado e ao baixo preço de alguns fármacos utilizados. Já o custo para gerenciamento de casos de dengue gira em torno de 716 a 1757 dólares por DALY evitada e se for voltado para o controle ambiental o custo sobe para 2440 dólares por DALY evitada (CONTEH; ENGELS; MOLYNEUX, 2010). Embora as DTNs provoquem um impacto tão grande sobre as populações pobres e marginalizadas do mundo, somente a partir do ano de 2000 que algumas medidas mais efetivas começaram ser implementadas. Ironicamente, quando as Nações Unidas 3

19 anunciaram os oito objetivos para o desenvolvimento do Milênio, as DTNs ficaram de fora. O sexto objetivo apregoava: Combate ao HIV/AIDS, malária e outras doenças. Essa omissão, no entanto, provocou um movimento de cientistas, organizações não governamentais (ONGs) e fundações no sentido de dar a merecida atenção as DTNs (BLAKE; ADAMS, 2012). Deste modo, um pouco mais de uma década, a Organização Mundial da Saúde (OMS) publicou o Relatório Global de 2010, intitulado Trabalhando para superar o impacto global das Doenças Tropicais Negligenciadas. Essa publicação provocou uma série de encontros, envolvendo representantes dos governos, ONGs, OMS, cientistas, indústrias farmacêuticas e a fundação Bill & Melinda Gates num esforço conjunto para controlar ou erradicar, até 2020, as 11 mais importantes DTNs. As principais ações envolvem o financiamento de pesquisas para o desenvolvimento de novos fármacos, a doação de fármacos e as campanhas de prevenção. Esse esforço devem beneficiar cerca 1,4 bilhão de pessoas ao redor do mundo afetadas pelas DTNs.. ( No caso particular da leishmaniose, a OMS pretende detectar 70% de todos os casos da forma cutânea e tratar pelo menos 90% dos casos detectados no Oeste do Mediterrâneo até Para o subcontinente indiano, a OMS deseja alcançar 100% de detecção e tratamento dos casos de leishmaniose visceral até Além disso, as estratégias globais da OMS para o controle da leishmaniose também envolvem os continente Europeu e as Américas, alcançando mais de 90 países afetados por essa parasitose (SAVIOLI, 2012). As DTNs são ainda graves problemas de saúde pública no mundo. Os efeitos dessas doenças são maiores nos países pobres e desenvolvimento, agravando a pobreza e reduzindo a esperança de vida. A erradicação ou o controle definitivo das DTNs deve ser resultado de um esforço coletivo no qual envolve o poder público, os centros de pesquisa acadêmicos, as indústrias farmacêuticas, bem como as agências de apoio humanitário. 4

20 1.2 As Leishmanioses As leishmanioses formam um complexo de doenças que afetam mamíferos e são causadas por cerca de vinte espécies diferentes de protozoários do gênero Leishmania. A transmissão natural pode ser zoonótica ou antroponótica e ocorre pela picada de flebotomíneos. Esses insetos pertencem à família Psychodidae, sub-família Phlebotominae com dois gêneros epidemiologicamente importantes: Phlebotomus e Lutzomyia. O primeiro, tipicamente representa as espécies do Velho Mundo e, o segundo, as espécies do Novo Mundo (READY, 2010) Ciclo Biológico de Leishmania spp. Leishmania spp. apresenta dois estádios morfofisiológicos distintos (figura 1). As formas promastigotas são encontradas nos insetos vetores e são alongadas, flageladas e móveis, enquanto que as formas amastigotas são esféricas, sem flagelo aparente e são encontradas no interior de macrófagos do sistema retículo-endotelial do hospedeiro vertebrado (SANTOS et al., 2008). A B Figura 1 Estádios evolutivos de Leishmania amazonensis. Forma promastigota ( 1000; A) e amastigota (B). Amastigotas estão infectando um macrófago ( 1000) (Santos et al. 2008) (domínio público) 5

21 O vetor adquire o protozoário ao ingerir macrófagos infectados com a forma amastigota. No intestino, as formas amastigotas se transformam em promastigotas procíclicas imaturas, que se multiplicam por divisão binária e, em seguida, transformam-se em promastigotas metacíclicas infectantes e migram para a probóscide do inseto. Durante o repasto sanguíneo, essas formas são transmitidas para o hospedeiro vertebrado. Nesse hospedeiro, as formas promastigotas são fagocitadas por macrófagos do sistema retículo-endotelial, mediada por receptores específicos. No interior do vacúolo digestório do macrófago, as formas promastigotas perdem o flagelo e se transformam em amastigotas (figura 2). Em seguida, se multiplicam e rompem os macrófagos, provocando novos episódios de fagocitose. Embora esse fenômeno esteja relacionado diretamente à patogenia das diferentes espécies de Leishmania, o estabelecimento da doença depende do sucesso da transformação sofrida pelo parasito, da resposta imunológica do hospedeiro e da virulência do parasito (ROSENZWEIG et al., 2008; SANTOS et al., 2008). Figura 2 Ciclo de vida de Leishmania spp. causador da leishmaniose. Adaptado de Página do Centro de Controle de Doenças, governo dos Estados Unidos. Conteúdo de domínio público, conforme política de acesso. 6

22 1.2.2 Formas clínicas As leishmanioses manifestam-se, clinicamente, de três formas. A forma cutânea caracteriza-se, inicialmente, pelo aparecimento de pápulas eritematosas no local da picada. Posteriormente, as pápulas aumentam e rompem-se, formando úlceras indolores com borda bem demarcada e elevada. Após a cura, uma cicatriz profunda toma o lugar da ferida (MASMOUDI et al., 2013). As principais espécies envolvidas na forma cutânea são: L. tropica e L. aethiopica. A forma cutaneomucosa é reconhecida pelo seu comportamento crônico, latente e metastático, caracterizado por lesões secundárias distantes produzidas pela disseminação do parasito. Essas lesões são encontradas especialmente na região oral e nasofaringea da face, desfigurando o rosto do paciente. Diferentemente da forma cutânea, as lesões da forma cutaneomucosa não são autoresolvidas e são mais resistente ao tratamento com antimoniais (RONET; BEVERLEY; FASEL, 2011). As espécies comumente relacionadas são L. (Viannia) braziliensis, L. mexicana e L. peruviana. Na forma visceral, considerada a mais grave, o parasito é levado do local de inoculação para o fígado, baço e medula óssea, resultando em perda de peso e imunossupressão. Sem tratamento adequado, a maioria dos pacientes evolui para o óbito. As espécies causadoras da leishmaniose visceral são: L. (leishmania) donovani e L. infantum (SANTOS et al., 2008) Epidemiologia e controle As leishmanioses estão entre as endemias de maior impacto socioeconômico nos países subdesenvolvidos e em desenvolvimento. São prevalentes em 98 países, três territórios e cinco continentes (figura 3). Aproximadamente, 1,3 milhão de novos casos ocorrem anualmente no mundo, dos quais são da forma visceral (LV). Mais de 90% dos casos de LV ocorrem em Bangladesh, Brasil, Etiópia, Índia, Nepal e Sudão. Para a leishmaniose cutânea os países atingidos são Afeganistão, Algéria, Brasil, Colômbia, Iran, Paquistão e Peru, Arábia Saudita, Síria e Tunísia, enquanto leishmaniose cutaneomucosa afeta principalmente o Brasil, Peru e Bolívia, totalizando um milhão de casos. Dos 1,3 milhão de casos estimados, apenas são atualmente relatados nesses países (ALVAR et al., 2012). 7