Estudio de las regiones implicadas en la funcionalidad y resistencia a fármacos de la ADN topoisomerasa IB de leishmania

Abstract

Las leishmaniosis son un complejo de enfermedades causadas por parásitos del género Leishmania spp. que presentan una elevada prevalencia a nivel mundial. Afectan sobretodo a países en vías de desarrollo, aunque recientemente, debido a diversos factores, se ha producido una propagación hacia regiones aparentemente exentas de riesgo. Por todo ello, la OMS considera la leishmaniosis una enfermedad priorizada dentro de su ¿Special Programme for Research and Training in Tropical Diseases¿. Dado que no existen vacunas eficaces contra estas enfermedades y que los tratamientos médicos actuales están basados en fármacos obsoletos con una elevada toxicidad, es vital abrir nuevas vías de lucha frente a este parásito mediante la identificación de nuevas dianas terapéuticas y el consiguiente diseño de inhibidores específicos. Recientemente, se han identificado las ADN topoisomerasas como prometedoras dianas de intervención terapéutica en tripanosomátidos. Estas enzimas están involucradas en resolver los problemas topológicos generados durante la replicación, trascripción y recombinación del ADN. La ADN topoisomerasa IB de Leishmania spp. es un complejo heterodimérico con escasa homología con respecto a la proteína del hospedador mamífero, por lo que las regiones no conservadas de la enzima de Leishmania constituyen una diana terapéutica altamente selectiva.

En el presente trabajo se ha realizado un estudio exhaustivo de las regiones no conservadas de la ADN topoisomerasa IB de Leishmania, identificando las secuencias específicas responsables de las interacciones entre las dos subunidades del heterodímero así como de la conformación del dominio linker de la proteína, probando además la importancia de este dominio tanto en la capacidad de relajación de la enzima como en la sensibilidad a diferentes tipos de inhibidores. En segundo lugar se han identificado y caracterizado las tres secuencias responsables de la translocación de la proteína al interior del núcleo; una en el extremo C-terminal de la subunidad grande y dos en la subunidad pequeña. La primera de ellas correspondió con una secuencia de 10 aminoácidos localizados en el extremo N-terminal, mientras la que la segunda fue delimitada en las inmediaciones del residuo Tyr catalítico del extremo C-terminal. En este estudio no se encontró ninguna señal específica de translocación al kinetoplasto. Finalmente se evaluó la enzima de Leishmania como diana molecular de intervención terapéutica con tres familias de compuestos: derivados de la camptotecina, indenoisoquinolinas y ácidos grasos tanto acetilénicos como alquinoicos. Con ello se demostró que varios derivados camptotecínicos e indenoisoquinolínicos, especialmente el gimatecan y el LMP400, son inhibidores preferenciales de la enzima de Leishmania frente a la humana, encontrándose una buena correlación entre los ensayos in vitro e in vivo realizados. De igual manera se demostró el uso potencial de los ácidos grasos insaturados de cadena larga como inhibidores de la ADN topoisomerasa, por un mecanismo de acción diferente al de la camptotecina, en el que dichos ácidos grasos impiden el corte del ADN mediado por la enzima pero no la unión entre ambos.