Antiparasitários: Modos de Ação e Alvos Farmacológicos

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Antiparasitários
A prevenção das doenças parasitárias, tais como: 
- adoção de medidas ecológicas, 
- Medidas sanitárias,
- controle de vetores, 
é sem dúvida a melhor maneira de evitar infecções 
parasitárias na população. 
Contudo, uma vez instalada a doença, o recurso 
que resta é o tratamento.
O desenvolvimento de antiparasitários 
específicos está condicionado ao 
entendimento da fisiologia do parasito.
A recíproca é verdadeira, isto é, o 
entendimento do modo de ação de um 
antiparasitário pode fornecer informações 
sobre a fisiologia do parasito.
O modo de ação de diferentes classes de 
drogas, permite, com base no conhecimento 
da bioquímica do parasita, uma discussão de 
ação em diferentes alvos e assim propicia o 
substrato para o desenvolvimento de novas 
drogas.
Novos fármacos são sempre necessários uma 
vez que os parasitas sempre acabam 
apresentando, através de mecanismos 
diversos, resistência ao antiparasitário mais 
frequentemente utilizado.
Mecanismos de ação dos antiparasitários
1. O agente antiparasitário deve causar dano
ao parasito sem contudo ser prejudicial ao
hospedeiro.
Características ideais de um antiparasitário
O fármaco deve ter alvos de ação 
específicos, os quais de preferência, 
estejam ausentes no hospedeiro, 
ou se presentes, a especificidade 
apresentada deve ter maior afinidade 
no parasito do que no hospedeiro.
2. O fármaco deve ser de fácil administração e 
de preferência deve causar nenhum ou
poucos efeitos colaterais no hospedeiro
Fármacos de administração oral são 
melhores que injetáveis. Outros alvos 
ou reações adversas, mesmo que 
inofensivas (por exemplo, alteração da 
cor da urina) devem ser evitadas.
5. Metabolismo em geral.
1. Material Genético : danos em 
DNA, RNA, Síntese de Proteínas.
2. Respiração celular.
3. Transporte e movimento.
4. Permeabilidade.
Alvos farmacológicos
 1. Formação de Radicais Livres Tóxicos.
 2. Interferência na Biossíntese ou Metabolismo de Folatos.
 3. Interferência da Biossíntese de Pirimidinas.
 4. Interferência no metabolismo de Purinas.
 5. Interferência em reações de metilação.
 6. Interferência na síntese de poliaminas.
 7. Interferência da via glicolítica.
 8. Efeito em microtúbulos.
 9. Efeitos em Nervo e Músculo.
 10. Outros alvos.
 11. Mecanismo ainda desconhecido.
Exemplos de mecanismos de ação
 A demonstração que uma droga
afeta uma determinada enzima ou
uma atividade biológica particular
não constitui uma prova de que
aquele é o modo de ação da
droga. Além disso um fármaco
pode agir em diferentes atividades
metabólicas ao mesmo tempo.
Este é o caso para agentes que
exercem seus efeitos através da
formação de radicais livres
tóxicos (a).
 Metronidazol
(derivado de 5-nitroimidazol)
1. Formação de Radicais Livres Tóxicos:
 Não é tóxico, mas a redução do grupamento nitro
resulta na formação de radicais livres de vida curta
que são cito-tóxicos.
 Organismos com via metabólicas cujo potencial de
óxido-redução seja baixo e cujo transporte de
elétrons esteja ligado a ferrodoxina ou riboflavina
são eficientes na redução de nitroimidazol. É
portanto, contra este tipo de organismos que o
metranidazol vai ser eficiente.
 Os detalhes da ação da droga não são conhecidos
uma vez que os produtos intermediários não são
isoláveis e sua existência foi inferida indiretamente.
 Organismos que apresentam metabolismo
anaeróbico.
 Giardia lamblia, Entamoeba histolytica,
Trichomonas vaginalis.
 DANO: Material genético, proteínas e
possivelmente outros alvos.
 A enzima que faz a redução do metronidazol é a
piruvato ferrodoxina oxidoredutase. Essa enzima
não existe em células de mamíferos.
 Derivado de nitrofurano, é uma das poucas
drogas efetivas contra Trypanosoma cruzi.
 Na presença de NADH ou NADPH, gera ânions
superóxidos e peróxido de hidrogênio que
provavelmente atuam na oxidação de lipídeos.
 Uma dose de 15mg/kg propicia uma
concentração sérica de 10 a 20 M, concentração
essa requerida para inibir o crescimento de T.
cruzi in vitro e a mesma concentração que produz
a formação máxima de O2
- na fração mitocondrial
do parasita.
 T. cruzi possue superóxido dismutase mas não possue
catalase e apresenta pouca atividade de peroxidases.
 A célula hospedeira, apesar de possuir essas enzimas
ainda sofre efeitos tóxicos da droga, provavelmente danos
causados pelos mesmos radicais livres.
 A ação anti-parasitária de algumas células fagocíticas
dependem em parte de um "burst" oxidativo que
provavelmente libera radicais oxigênio e peróxido de
hidrogênio.
 A síntese de novo de pirimidinas envolve a
ação de folato coenzimas .
 O hospedeiro vertebrado é normalmente
capaz de sintetizar pirimidinas, mas necessita
de uma fonte exógena de ácido fólico.
 Parasitas em que ocorre síntese de ácido
fólico são sensíveis a drogas tais como ácido
-aminobenzóico, (sulfa) que inibe a formação
do ácido fólico.
2- Interferência na Biossíntese ou 
Metabolismo de Folatos.
 Em Plasmodium e outros coccidia a enzima
dehidrofolato redutase é diferente da forma
correspondente no vertebrado.
 Na realidade a dehidrofolato redutase e a
timidilato sintetase são, nesses organismos, uma
única enzima com as duas atividades associadas.
 Assim, inibidores de dehidrofolato redutase
acabam por atuar na síntese de timidina e na
consequente inibição da síntese de DNA.
 Os mamíferos possuem uma "via de salvação" de 
timidina, na qual participa a timidina quinase, e 
portanto não sofrem as conseqüências da 
inibição na via de síntese principal.
Plasmodium é sensível a pirimetamina
(inibidor de DHFR) e também a
sulfonamidas.
Como as duas drogas atuam em diferentes
pontos, administradas em conjunto elas
apresentam uma ação sinergística.
Esse tipo de ação conjunta diminue as
chances de aparecimento de resistência.
A droga age sobre a enzima humana, mas
tem uma afinidade muito maior pela enzima 
do parasita.
3 - Interferência da Biossíntese de Pirimidinas.
Hidroxinaftoquinonas 
(quinonas -
cloroquina)
Inibem a síntese de 
pirimidinas. 
Provavelmente a 
dihidroorotato 
deshidrodrogenase.
Derivados sintéticos
 As afinidades são
diferentes o que
acaba tornando o
composto mais
efetivo em doses
terapêuticas.
 BW720C é efetivo em
doses terapêuticas
de 2,5 mg/kg quando
comparado a
parvaquone cuja
dose é 20 mg/kg.
(Theileria em gado)
4 - Interferência no metabolismo de purinas.
 Todos os protozoários requerem uma fonte exógena de purinas. Nenhum é capaz de
sintetizar purinas de novo.
 Isto também foi observado para Schistosoma mansoni.
 Assim esses parasitas, ao contrário do seu hospedeiro vertebrado dependem de várias
vias de salvação de purinas. Isto oferece enzimas únicas para alvos quimioterápicos,
principalmente se a enzima em questão não é encontrada no hospedeiro.
 A nucleotidil fosfotransferase, encontrada em Leishmania, transfere grupamentos
fosfato de uma variedade de esters monofosfatos para a posição 5' de purina
nucleosídeos e análogos.
 Esses análogos fosforilados podem então seguir por dois caminhos. Ou inibem
fortemente enzimas essenciais do metabolismo de purinas, ou caso formem
nucleotídeos correspondentes, podem ser incorporados no DNA/RNA do organismo,
causando a formação de uma molécula defeituosa e portanto letal.
Alopurinol: efetivo no tratamento de leishmaniose.
Atenção : é usado para tratamento de gota (reduz os 
níveis de ácido úrico no sangue). Mas deve ser 
observada a idade do paciente.
Quando o alvo da droga é DNA ou RNA, mesmo que a 
droga atue em enzimas do hospedeiro, deve se levar 
em consideração que a velocidade de replicação ou o 
próprio metabolismo do parasita é maior que a do 
hospedeiro, o que faz com que os danos sejam 
maiores para o parasita do que para o hospedeiro.
5 - Interferência em reações de metilação.
* A droga sinefungin é um análogo de adenosina
conhecidopor inibir metil transferases. Em uma 
concentração de 0,3 M ocorre a completa inibição do 
crescimento de P. falciparum, in vitro.
É ativa na inibição de outros protozoários parasitas, 
mas, em nenhum caso foi demonstrado o mecanismo 
exato de ação e a relação com a metilação.
* Tendo em vista a importância da metilação no 
controle da expressão gênica e do tRNA metilado na 
síntese proteica, este é um campo aberto para ser 
explorado.
6 - Interferência na síntese de poliaminas.
As poliaminas estão presentes em todos
os organismos vivos e sua função está 
relacionada com a proliferação celular e 
diferenciação. (empacotamento de DNA)
O primeiro e limitante passo da biossíntese de 
poliaminas é a formação de putrescina a partir 
da ornitina, numa reação catalisada pela ornitina 
descarboxilase. 
 As outras poliaminas, espermidina e espermina 
são sucessivamente formadas a partir da 
putrescina em reações envolvendo a 
descarboxilato S-adenosil metionina.
 Um antimetabolito da ornitina, -
(difluorometil)ornitina, DFMO, inibe 
especificamente a enzima ornitina 
descarboxilase.
Esta droga tem sido usada como inibidor de 
crescimento de P. falciparum e Trypanosoma
africano, in vivo.
Uma vantagem, neste último caso consiste na 
capacidade desta droga em atravessar a barreira 
hemato-linquólica, podendo então atuar no 
sistema nervoso central, tecido alvo desses 
tripanosomas.
Novamente, a associação com Sinefungin produz 
um efeito sinergístico.
7 - Interferência da via glicolítica.
Plasmodium, Schistosoma, e
Trypanosoma (sanguíneo) 
usam a via glicolítica para a 
obtenção de energia.
Na forma sanguínea do 
tripanosoma, a enzima lactato 
desidrogenase está ausente. A 
regeneração do NAD a partir de 
NADH+ depende de um 
"shuttle" entre dehidroacetona 
fosfato:glicerol-3-fosfato
mediado pela glicerol 3-fosfato 
oxidase.
Em condições anaeróbicas
ocorre o acúmulo de 
glicerol como produto final. 
O Ácido salicil-hidroxâmico
(SHAM) inibe a glicerol 3 
fosfato oxidase provocando 
uma simulação de 
anaerobiose. Se glicerol for 
acrescentado, inibindo a 
glicerol quinase o 
metabolismo para e o 
tripanosoma morre.
Suramin inibe a glicerol-3-fosfato desidrogenase
(Trypanosoma).
Mersalen inibe piruvato quinase (tripanosoma).
Antimoniais afetam a fosfofrutoquinase 
(Schistosoma; Leishmania).
Todas as drogas são mais ativas sobre a enzima 
do parasita do que sobre a do hospedeiro.
Este é um ponto importante quando os agentes 
atuam em sistemas tão vitais para o parasita 
quanto para o hospedeiro.
8 - Efeito em microtúbulos.
Nesta categoria vamos encontrar os principais 
antihelmínticos.
A ação está baseada no bloqueio do transporte
de grânulos secretores e movimentação de 
organelas subcelulales de nematóides parasitas 
de intestino. 
Estes efeitos coincidem com o desaparecimento 
dos microtúbulos citoplasmáticos.
Mebendazol e fenbendazol inibem a ligação de 
colchicina a tubulina de Ascaris com uma 
constante de inibição de 1.9 x 108 M e 6.5 x108 M 
respectivamente, valores estes de 250-400 vezes 
mais altos que aquele observado para inibição 
de ligação de colchicina a tubulina de cérebro 
bovino (7.3 x 106 M e 1.7 x 105 M).
Esta afinidade diferencial certamente é favorável 
para a alta eficiência dessas drogas como 
antihelmínticos. Além disso, os benzimidaziois não 
são absorvidos pela mucosa intestinal.
9 - Efeitos em Nervo e Músculo.
Obviamente drogas cuja ação afeta a motilidade muscular
só são ativas em parasitas metazoários, tais como 
helmintos e artrópodes.
 A sua eficácia depende de importantes diferenças entre o 
sistema nervoso desses parasitas e dos seus hospedeiros 
vertebrados. 
 Vertebrados apresentam prefencialmente receptores 
colinérgicos nicotínicos nas junções neuro-musculares 
enquanto que os nervos nos quais o ácido g -aminobutírico
funciona como transmissor se encontram confinados no 
sistema nervoso central e portanto protegidos da ação de 
agentes presentes na circulação sanguínea pela barreira 
hemato-encefálica.
 Nos insetos, os músculos apresentam sinápses 
excitatórias que utilizam o ácido L-glutâmico e um 
nervo inibidor que se utiliza de GABA como 
transmissor. O nervo colinérgico é coordenado pelo 
sistema nervoso central.
 Em nematóides sinápses colinérgicas e 
GABAérgicas estão distribuidos ao longo de todo o 
corpo do organismo. Levamisole pode penetrar 
pela cutícula dos nematóides e agir sobre os 
receptores colinérgicos das junções neuro 
musculares, paralisando assim o verme que é então 
excretado pelo hospedeiro (ascaris - eliminado 
pelas fezes).
Um importante grupo de quimioterápicos nesse 
tópico é constituído pelas avermectinas. Seu modo 
de ação consiste em agir como agonistas de GABA e 
assim causar paralisia.
É interessante notar que avermectinas não tem 
ação sobre tremátodes e cestóides, o que sugere 
que nestes helmintos o sistema nervoso apresenta 
diferenças daquele dos nematóides.
A droga não age sobre o hospedeiro pois não tem 
ação sobre o sistema nervoso central, uma vez que 
não atravessa a barreira hemato-encefálica.
 Praziquantel - uma droga efetiva no tratamento de
esquistossomose, afeta a contração muscular
desses vermes aumentando o influxo de cálcio. 
 Em Schistosoma, a contração muscular é 
dependente da tomada de Ca2+ externo. Novamente 
vemos uma diferença entre nematóides e cestóides, 
uma vez que nestes últimos a contração muscular é 
dependente do Ca2+ endógeno.
 A motilidade de Schistosoma pode também ser
afetada através do metabolismo. A via glicolítica é a 
principal porém a formação de ovos requer 
oxigênio.
 Ainda é interessante notar que drogas cuja ação consiste 
num bloqueio de motilidade devem ter ação prolongada a 
ponto de dar tempo de se eliminar o parasita. 
 Por exemplo: metrifonato é eficiente para S. hematobium e 
não para S. mansoni.
 O S. hematobium paralisado se solta das veias da bexiga e 
é carregado para os pulmões e daí são eliminados ou 
quando cessa o efeito da droga não conseguem voltar à 
bexiga. 
 Já S. mansoni solta das veias mesentéricas e é carregado 
para o fígado. Ao se recuperar da paralisia retorna para as 
veias mesentéricas.
10 - Outros alvos gerais.
 Tetraciclina - anti malárico, inibindo síntese de 
proteína mitocondrial.
 Glaucorubinoses - droga efetiva contra câncer - anti 
malárico, inibidor de síntese proteica.
 Quelantes - atuam na deprivação de metais 
essenciais como ferro, ou interferem na ação de 
metalo-proteases, enzimas cuja ação é importante 
em alguns passos metabólicos
 Ex: fenol oxidase é essencial para a formação de 
ovos em Schistosoma - a droga disulfuram inibe 
específicamente estas oxidases causando portanto 
uma produção anormal de ovos.
 Organismos com um ciclo de vida complexo
possibilitam a intervenção de quimioterápicos em 
diferentes pontos.
 Por exemplo, Schistosoma possue sexos separados 
e a fêmea necessita estar alojada no canal 
ginecóforo para estar madura sexualmente e assim 
colocar ovos.
 A droga oxamniquine mata diferencialmente
machos de Schistosoma e assim a fêmea sem os 
fatores produzidos pelo macho sofre uma regressão 
no sistema reprodutivo e para de por ovos.
 Eliminação dos principais efeitos patogênicos, mas 
mantém a presença do verme: imunidade 
concomitante - impedindo novas infeções.
11 - Drogas cujo mecanismo de ação 
era ou ainda é desconhecido.
Cloroquina, quinina, mefloquina, artenisina ou qinghaosu
já eram utilizadas na China por volta de 1596 para o 
tratamento de malária. No entanto, o mecanismo de ação 
era desconhecido até recentemente.
Em 1992, Wellems publica na revista Nature um possível 
mecanismo de ação. A sugestão inicial era que a droga 
acumularia no vacúolo parasitóforo (lisosomal) 
aumentando o pH e interferindo na digestão da 
hemoglobina, causando privaçãode aminoácidos. 
Wellems sugere que a droga inibe a enzima heme 
polimerase, responsável pela destoxificação dos 
grupamentos heme gerados durante a digestão da 
hemoglobina que são citotóxicos para a célula.
11 - Drogas cujo mecanismo de ação 
era ou ainda é desconhecido.
 Arsênicos - efeito em DNA de cinetoplasto.
 Intercalantes de DNA ou promovem uma
desestruturação do giro da molécula de DNA 
através de "binding".
 Descinetoplastização: drogas como acriflavina,
etídio, antricide promovem a eliminação de DNA de 
cinetoplasto e consequente perda da organela.
 Como a organela é importante para a respiração 
aeróbica, elimina-se o tripanosoma no inseto.
A exposição a doses sub-letais de um agente 
citocida ou citoestático leva ao aparecimento de 
parasitas resistentes ao agente.
IMPORTANTE: Ocasiona a constante 
necessidade de desenvolvimento de novos 
fármacos.
 Cinco mecanismos bioquímicos básicos podem 
estar envolvidos no aparecimento de resistência:
 1- metabolizar a droga para uma forma inativa.
 2- alterar a permeabilidade da droga, diminuíndo a 
tomada ou aumentando a excreção. 
 3- desenvolvimento ou ativação de vias metabólicas 
alternativas que promevem um "by pass" do passo 
lesionado.
 4- alteração do alvo de modo a baixar a afinidade da 
droga.
 5- aumento da quantidade do alvo de modo a 
diminuir as consequências metabólicas.
Resistência de malária à cloroquina.
Um zoólogo americano, Dr. Van Gelder, 
trabalhava na seção de mamíferos do Museu de 
História Natural de Nova York e freqüentemente 
visitava o leste da África. Sempre, duas semanas
antes dele iniciar a viagem, ele tomava uma dose 
semanal de 500 mg de cloroquina. Nunca ele 
tinha tido problemas, nem contraído malária até 
sua viagem em 1977.
Dessa viagem ele retornou com febre e foi então 
diagnosticado malária. Ele foi tratado com cloroquina,
mas após poucas semanas ele teve recaídas 
sucessivas. 
Após a terceira recaída ele sugeriu ao médicos a 
possibilidade de estar com uma cepa resitente a 
cloroquina. 
Os médicos não aceitaram a hipótese de imediato 
alegando que não havia cepas resistentes na África. 
Mas ele mostrou um artigo da Science relatando o 
aparecimento de resistência em cepas de P. falciparum 
derivadas da Gambia, que se tornaram resistentes com 
uma incrível rapidez.
Van Elder foi então tratado com Fansidar (uma 
combinação de pirimetamina-sulfadoxina) e 
finalmente se curou. Contudo uma amostra do seu 
sangue foi retirado antes do tratamento e uma
cultura de P. falciparum foi estabelecida e 
demonstrou-se que era resistente a 0,1 M de 
cloroquina (as concentrações em plasma são da 
ordem de 0,03 a 0,1 M). 
Resistência ao Fansidar também já foi constatada.
O mecanismo de resistência a cloroquina não é 
conhecido.
Resistência ao metotrexato:
Metotrexato é um análogo de ácido fólico que inibe a 
dehidrofolato redutase na via de síntese de timidina. 
Em Leishmania, tratamento com metotrexato provoca o 
aparecimento de resistência devido a um aumento do 
número de genes que codificam a enzima. Este 
aumento, denominado amplificação gênica pode ocorrer 
de forma a integrar o DNA amplificado no genoma, ou 
então ocorre de forma episomal. No primeiro caso a 
resistência é irreversível, isto é, não desaparece na 
ausência da droga como o que é observado no segundo 
caso.
 O aparecimento de parasitas resistentes a drogas já 
existentes, a falta de efetividade absoluta, a existência 
de efeitos colaterais não desejados, são motivos 
suficientes para que a busca de novos fármacos seja 
motivada.
 Devem ser buscadas as vantagens:
 1. melhor eficácia, 
 2. baixa toxicidade, 
 3. ação sobre uma via preferencial, 
 4. atividade sobre cepas resistentes a outras drogas, 
 5. meia-vida ambiental curta (especialmente para 
veterinária).
 Normalmente quando se pensa num
alvo para um quimioterápico, se 
pensa numa enzima. Outras
proteínas no entanto podem ser 
consideradas, tais como aquelas 
que atuam no transporte de
macromoléculas ou nas bombas de 
íons. Outras macromoléculas 
devem ser consideradas tais como 
DNA e colesterol.
 A identificação de alvos como estes 
deve ser obtida através de estudos 
da biologia molecular, bioquímica e 
fisiologia do parasita e do 
hospedeiro. Outra maneira é 
através da investigação de 
mecanismos de ação de drogas já 
existentes.
Não esta claro qual é o melhor 
caminho. No primeiro caso 
não se sabe do sucesso até o 
estudo estar completado, no 
segundo, uma droga já 
utilizada, pode ter ocasionado 
o aparecimento de resistência.
Um passo crítico na caracterização do alvo potencial ou a 
validação do mecanismo de ação da droga, é o estabelecimento 
de um ensaio in vitro que seja de fácil execução, reprodutível e 
rápido, necessitando quantidade razoáveis de parasitas.
Esse teste pode então ser usado para identificar 
drogas potenciais.
Por último, depois de ter sido estabelecido um 
mecanismo de ação através de bioquímica 
comparativa, se encontra a necessidade de demonstrar
que:
1 - a ação in vivo leva a morte ou paralisação do 
patógeno; e 
2 - não existe contrapartida de ação no hospedeiro, ou 
se existir que a diferença seja altamente significante
levando a uma seletividade e baixa toxicidade da 
droga.
 A identificação de um quimioterápico pode seguir 
um dos seguintes caminhos:
 1- Identificação casual de compostos já existentes.
 2- Seleção racional das drogas já existentes para 
um determinado alvo.
 3- Análise de literatura, procurando químicos cuja 
ação já é conhecida em outros patógenos.
 4- Síntese de análogos de substratos bem definidos. 
Requer muitos testes posteriores.
 5- Desenho de novos fármacos baseados em 
estrutura de raio-X, NMR e computação gráfica.
Leituras Complementares
Living together - The biology of animal 
parasitism -Trager, W. 1986 
capítulo 25
Modern Parasitology - Ed Cox, F.E.G. 
1993
Capítulo 9 Chemotherapy 
Gutteridge,W.E.