Una plataforma de cribado de alto rendimiento basada en levaduras permite identificar inhibidores de transportadores de hemo HRG de parásitos tripanosomátidos con potente actividad leishmanicida y tripanocida.

María Cabello-Donayre, Irene Cabello-Donayre, Diego Guerra , Lina M. Orrego, Juan C. Morales , Bastien Cautain, Francisca Vicente, José M. Pérez-Victoria.

Relevancia: International Journal of Antimicrobial Agents. IF: 10.8; D1 en la categoría Pharmacology & Pharmacy

RESUMEN
Se necesitan nuevos fármacos para tratar enfermedades desatendidas causadas por parásitos tripanosomátidos como Leishmania, Trypanosoma brucei o Trypanosoma cruzi. Un talón de Aquiles de estos parásitos es la auxotrofía del grupo hemo: necesitan captar esta molécula esencial del hospedador infectado, y los transportadores de hemo HRG de los tripanosomátidos (TrypHRG) desempeñan un papel importante en este proceso. Dado que estas proteínas son esenciales para los parásitos y presentan escasa similitud con sus homólogas humanas, se han propuesto como atractivas dianas terapéuticas. Aquí hemos desarrollado dos tests basados en levaduras que permiten un cribado de alto rendimiento (HTS) de inhibidores de TrypHRG en un contexto celular. En primer lugar, evaluamos que las proteínas HRG de Leishmania major, Leishmania donovani y T. brucei se expresaban de forma heteróloga en la membrana de la vacuola digestiva de una cepa mutante de levadura auxotrófica del hemo. Aquí, los TrypHRG importan hemo derivado de hemoglobina al citosol, permitiendo que la levadura mutante crezca en presencia de bajas concentraciones de hemoglobina y promoviendo la actividad de hemoproteínas como la catalasa, que se utilizó como reportero de los niveles citosólicos de hemo. En presencia de un inhibidor de TrypHRG, tanto la actividad de la catalasa (test 1) como el crecimiento de la levadura (test 2) disminuyeron, siendo fácilmente monitorizables. A continuación, se realizó un ensayo piloto HTS utilizando una colección de fármacos de reposición así como diversos antioxidantes alimentarios. Algunos de los inhibidores de TrypHRG identificados en la levadura presentaron una fuerte actividad tripanocida y leishmanicida en el rango submicromolar. Por lo tanto, la plataforma de cribado desarrollada es robusta y aplicable a HTS a gran escala.

Figura: Los transportadores de hemo de la familia HRG de parasitos tripanosomátidos como Leishmania spp., Trypanosoma brucei y Trypanosoma cruzi (TrypHRG) son esenciales y una atractiva diana terapeutica. En este trabajo, hemos desarrollado un test para el cribado de alto rendimiento (HTS) de inhibidores de estos transportadores TrypHRG, aprovechando que cuando se expresan en la vacuola digestiva de una levadura mutante auxótrofa para el hemo, la capacitan para crecer en presencia de bajas concentraciones de hemoglobina al transportar el hemo hacia el citosol. Además, también permiten la actividad enzimática de la catalasa de la levadura, una hemoproteína que usamos como reportera de los niveles citosólicos de hemo y que, en presencia de agua oxigenada y detergente, se manifiesta por la producción de una espuma blanca. Al inhibir los TrypHRG, no se transporta el hemo procedente de la hemoglobina hacia el citosol, por lo que no se forma la espuma. Hemos realizado una ensayo HTS piloto con unos mil fármacos de reposición. La mayoría de los inhibidores de TrypHRG identificados han mostrado un efecto importante frente a Leishmania y T. brucei, algunos de ellos a escala submicromolar, validando el ensayo..

https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2024.107092