Prospecção de agentes antifúngicos para o combate de fungos de importância na clínica médica oftalmológica

Abstract

Anualmente, as infecções fúngicas oculares podem afetar até 2.000.000 de pessoas em todo mundo, com crescimento significativo nas últimas décadas. Estas infecções oculares são normalmente graves e de rápida progressão. Podem acometer todas as estruturas do globo ocular, principalmente a córnea (ceratite), mas também pode atingir tecidos internos e envolver a estrutura ocular como um todo (endoftalmite). Uma vez que o diagnóstico normalmente é tardio, o desfecho é grave na maioria dos casos, com cegueira e/ou necessidade de remoção do globo ocular. A fonte dessas infecções pode ser pela disseminação hematogênica, predominantemente leveduras, principalmente do gênero Candida. A origem também pode ser externa, traumas e/ou cirurgias, com predominância dos fungos filamentosos, como o gênero Fusarium. Podem ocorrer como complicações infecciosas pós-transplantes de córneas, com origem, normalmente, proveniente do tecido doador, uma vez que os meios de preservação de córneas atuais contêm antimicrobianos com espectro apenas antibacteriano. Isto também reflete como um problema no suprimento de tecido em relação à fila de espera, bem como um impacto financeiro devido ao custo envolvido no processo de captação e armazenamento do tecido. O tratamento dessas infecções acaba sendo definido de maneira empírica, ocorrendo muitas falhas e uma intensa dinâmica no esquema terapêutico e manejos clínicos no decorrer do processo da terapia. Associado a isto, temos a questão da escassa disponibilidade de opções terapêuticas e suas inúmeras limitações, principalmente relacionadas às características da molécula frente ao tecido afetado. O tratamento atual é baseado, principalmente, no uso de polienos (natamicina – NAT e anfotericina B - AMB) e azóis (como o voriconazol - VRC). Devido a este limitado arsenal terapêutico disponível, novos compostos derivados de 8-hidroxiquinolina (clioquinol – CLQ e PH151), uma classe com perfil antifúngico promissor, foram avaliados frente aos patógenos fúngicos mais relevantes em infecções oculares. Os agentes fúngicos, novos (CLQ e PH151) e comerciais (VRC, NAT e AMB), foram testados sozinhos e em diferentes combinações duplas, triplas e quádrupla. O composto PH151 e, principalmente, CLQ apresentaram excelentes perfis antifúngicos, tanto em uso isolado como em algumas das associações, com perfil de atividade comparável e até mesmo superior aos agentes antifúngicos comerciais. Embora efeitos sinérgicos das combinações não sejam absolutos, não apresentam interação antagônica, permitindo a politerapia ou o uso concomitante destes agentes antifúngicos, o que é muito comum nas infecções oculares. Além disso, o perfil promissor dos compostos e combinações também permite que sejam investigados como princípios ativos em meios de preservação de córneas, como estratégia preventiva. Os agentes antifúngicos e combinações são promissores candidatos à terapia antifúngica curativa e preventiva, uma vez que o perfil toxicológico tópico demonstrou baixa toxicidade ocular, em testes in vitro e in silico. Ainda, a combinação mais promissora (VRC-AMB-CLQ) apresentou alta capacidade de impedir a adesão fúngica ao tecido da córnea, inibir a formação de biofilme sobre este tecido e ao longo de 14 dias foi capaz de reduzir significativamente o inóculo fúngico presente no meio, com ação fúngicida. No entanto, em termos de segurança de uso e avanços para testes in vivo, maiores esclarecimentos acerca de seu perfil toxicológico sobre os tecidos oculares precisam ser apurados.

Annually, ocular fungal infections can affect up to 2,000,000 people worldwide, with significant growth in recent decades. These eye infections are usually serious and rapidly progressing. They can affect all structures of the eyeball, mainly the cornea (keratitis), but can also affect internal tissues and involve the ocular structure as a whole (endophthalmitis). Since the diagnosis is usually late, the outcome is serious in most cases, with blindness and/or the need to remove the eyeball. The source of these infections may be hematogenous dissemination, predominantly yeasts, mainly of the Candida genus. The origin can also be external, trauma and/or surgery, with a predominance of filamentous fungi, such as the genus Fusarium. They can occur as infectious complications after corneal transplants, normally originating from the donor tissue, since current corneal preservation methods contain antimicrobials with an antibacterial spectrum only. This also reflects a problem in tissue supply in relation to the waiting list, as well as a financial impact due to the cost involved in the tissue capture and storage process. The treatment of these infections ends up being defined empirically, with many failures and intense dynamics occurring in the therapeutic scheme and clinical management throughout the therapy process. Associated with this, we have the issue of the scarce availability of therapeutic options and their numerous limitations, mainly related to the characteristics of the molecule in relation to the affected tissue. Current treatment is mainly based on the use of polyenes (natamycin – NAT and amphotericin B – AMB) and azoles (such as voriconazole – VRC). Due to this limited therapeutic arsenal available, new compounds derived from 8-hydroxyquinoline (clioquinol – CLQ and PH151), a class with a promising antifungal profile, were evaluated against the most relevant fungal pathogens in ocular infections. Fungal agents, new (CLQ and PH151) and commercial (VRC, NAT and AMB), were tested alone and in different double, triple and quadruple combinations. The compound PH151 and, mainly, CLQ presented excellent antifungal profiles, both in isolation and in some combinations, with an activity profile comparable to and even superior to commercial antifungal agents. Although the synergistic effects of the combinations are not absolute, they do not present antagonistic interactions, allowing polytherapy or the concomitant use of these antifungal agents, which is very common in ocular infections. Furthermore, the promising profile of the compounds and combinations also allows them to be investigated as active ingredients in corneal preservation media, as a preventive strategy. Antifungal agents and combinations are promising candidates for curative and preventive antifungal therapy, since the topical toxicological profile demonstrated low ocular toxicity in vitro and in silico tests. Furthermore, the most promising combination (VRC-AMB-CLQ) showed a high capacity to prevent fungal adhesion to the corneal tissue, inhibit the formation of biofilm on this tissue and over 14 days was able to significantly reduce the fungal inoculum present in the cornea medium, with fungicidal action. However, in terms of safety of use and advances in vivo testing, further clarification regarding its toxicological profile on ocular tissues needs to be determined.