A busca de novos compostos para o tratamento da doença de Chagas é uma prioridade de pesquisa. Neste estudo, investigamos a atividade de derivados do 5-nitrofurano, cuja síntese se baseou em modificações moleculares do fármaco Nifuroxazida (NF), sobre formas epimastigotas das cepas Silvio X10 cl1 e Colombiana de Trypanosoma cruzi, ambas isoladas de casos humanos e pertencentes à DTU TcI. A cepa Colombiana foi escolhida por apresentar resistência a Benznidazol (BZ) e a Nifurtimox (NFX), únicos fármacos disponíveis para o tratamento da doença de Chagas. Inicialmente investigamos a influência da composição do meio de cultura na atividade de dois derivados de NF, um com comprovada atividade anti-T. cruzi e outro inativo. Utilizando duas formulações do meio LIT e o meio Grace, verificamos que nos três meios a atividade diferencial dos compostos se mantém. Para o composto com atividade tripanocida, os valores de CI50 nos meios LIT não apresentam diferenças consideráveis. No entanto, no meio Grace a sensibilidade das cepas foi 30% maior. Avaliamos o efeito de sete derivados de NF, usando como controles BZ e NFX. Verificamos que todos os derivados apresentam atividade tripanocida maior que BZ e quatro deles, maior que NFX. Concluímos não haver diferenças de sensibilidade nas duas cepas analisadas. Os derivados apresentam baixa citotoxicidade para as células LLC-MK2. Verificamos que alguns derivados de NF promovem a mortalidade de ~99% dos tripomastigotas, após incubação por 20 h a 37 °C, ao passo que a mortalidade provocada por NFX, no mesmo período de observação, é de apenas 7,3 %. Outro objetivo contemplado em nosso projeto foi o de determinar algumas características relacionadas ao modo de ação de cinco derivados de NF, um com baixa (c1) e os demais com elevada atividade tripanocida (c5, c15, c19 e c20), aferida a partir dos valores de CI50. Os valores de ClogP indicam que os compostos c15, c19 e c20 são mais hidrofóbicos, tendo maior capacidade de atravessar membranas biológicas. A primeira característica investigada foi a capacidade de os derivados de NF serem ativados pela nitroredutase mitocondrial de tipo I de T. cruzi (TcNTR), de putativa origem bacteriana. Concluímos que a TcNTR é capaz de ativar in vitro os derivados de NF. Verificamos que a entrada dos compostos no parasito ocorre por difusão passiva ou por difusão facilitada mediada por receptor não dependente de ATP. Concluímos que o efeito tripanocida dos derivados não depende de um ciclo redox, uma vez que os compostos não promovem o aumento do consumo de oxigênio mitocondrial, nem induzem a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2). Além disto, nossos resultados apoiam observações anteriores que indicam que NFX não atuaria via ciclo redox. Demonstramos que os derivados de NF induzem extensas quebras no DNA, análogas àquelas produzidas por BZ.

The search for new compounds for the treatment of Chagas disease is a research priority. In this study, we investigated the activity of 5-nitrofuran derivatives, whose synthesis was based on molecular modifications of the drug Nifuroxazide (NF), on epimastigote forms of the Silvio X10 cl1 and Colombiana strains of Trypanosoma cruzi, both isolated from human cases and belonging to DTU TcI. The Colombiana strain was chosen because of its resistance to Benznidazole (BZ) and Nifurtimox (NFX), the only drugs available for the treatment of Chagas disease. We first investigated the influence of the composition of the culture medium on the activity of two NF derivatives, one with proven anti-T. cruzi activity and the other inactive. Using two formulations of the LIT medium and the Grace medium we found that in the three media the differential activity of the compounds is maintained. For the compound with trypanocidal activity, the IC50 values in the LIT media show no significant differences. However, in the Grace medium the sensitivity of the strains was 30% higher. We evaluated the effect of seven NF derivatives, using BZ and NFX as controls. We found that all derivatives presented trypanocidal activity greater than BZ and four of them, greater than NFX. The two strains showed equal sensitivity to the compounds, which have low cytotoxicity for LLC-MK2 cells. We found that some NF derivatives promote ~99% mortality of trypomastigotes after 20 h incubation at 37 °C, whereas NFX mortality in the same observation period is only 7.3%. Another objective contemplated in our project was to determine some characteristics related to the mode of action of five NF derivatives, one with low (c1) and the other with high trypanocidal activity (c5, c15, c19 and c20). ClogP values indicated that compounds c15, c19 and c20 are more hydrophobic and would have the capacity of crossing biological membranes. The first investigated characteristic was the ability of the NF derivatives to be activated by the type I mitochondrial nitroreductase of T. cruzi (TcNTR), of putative bacterial origin. We conclude that TcNTR is capable of activating the NF derivatives in vitro. We verified that the entry of NF derivatives into the parasite occurs through passive diffusion or receptor-mediated facilitated diffusion, ATP-independent. We also conclude that the trypanocidal effect of the derivatives does not depend on a redox cycle, since the compounds do not promote the increase of mitochondrial oxygen consumption nor induce the production of hydrogen peroxide (H2O2). In addition, our results support previous observations that indicate that NFX would not act via redox cycle. We demonstrate that NF derivatives induce extensive DNA breaks, analogous to those produced by BZ.