Emodepside

La emodepside es un fármaco antihelmíntico eficaz contra varios nematodos gastrointestinales , está autorizada para su uso en gatos ^{[ 1 ]} y pertenece a la clase de fármacos conocidos como octadepsipéptidos ^{[ 2 ]} , una clase relativamente nueva de antihelmínticos (la investigación sobre estos compuestos comenzó a principios de la década de 1990) ^{[ 3 ]} , de los que se sospecha que logran su efecto antiparasitario mediante un mecanismo de acción novedoso debido a su capacidad para matar nematodos resistentes a otros antihelmínticos ^{[ 4 ] .}

La emodepside se sintetiza mediante la unión de un anillo de morfolina en la posición para de cada una de las dos unidades de ácido D -feniláctico en el metabolito fúngico PF1022A , que se obtiene del hongo Mycelia stem que habita las hojas del arbusto florido Camellia japonica . ^{[ 3 ]}

Cuando se aplica a nematodos, se ha demostrado que el emodepside tiene una variedad de efectos, inhibiendo el músculo en el nematodo parásito Ascaris suum , ^{[ 5 ]} e inhibiendo el movimiento locomotor y faríngeo en Caenorhabditis elegans , además de tener efectos en otros tejidos, como la inhibición de la puesta de huevos. ^{[ 6 ]}

Se ha demostrado que una de las formas en que la emodepside logra sus efectos es mediante la unión a un grupo de receptores acoplados a proteínas G llamados latrofilinas , ^{[ 6 ]} identificadas por primera vez como proteínas objetivo de la α-latrotoxina (la otra proteína objetivo de la α-LTX es la neurexina, ^{[ 7 ]} un receptor de membrana con dominios extracelulares similares a la laminina ^{[ 8 ]} ), un componente del veneno de la araña viuda negra que puede causar parálisis y la muerte posterior tanto en nematodos como en humanos. LAT-1 (1014 aminoácidos, 113 kDa codificados por el gen B0457.1) y LAT-2 (1338 aminoácidos, 147 kDa codificados por el gen B0286.2) ^{[ 9 ]} se localizan presinápticamente en la unión neuromuscular en Caenorhabditis elegans ^{[ 2 ]} y comparten un 21% de identidad de aminoácidos entre sí ^{[ 6 ]} (se ha demostrado que la homología de secuencia de aminoácidos que LAT-1 comparte con las latrofilinas de rata, bovina y humana es del 22, 23 y 21% respectivamente ^{[ 6 ]} ).

Tras la unión del receptor al ligando, un cambio conformacional inducido en el receptor activa la proteína Gq, liberando la subunidad Gqα del complejo βγ. La proteína Gqα se acopla entonces a la molécula de señalización fosfolipasa Cβ y la activa; esta proteína ha sido identificada como clave para la modulación de las vías reguladoras de la liberación de vesículas en C. elegans . ^{[ 6 ]}

En su cascada de señalización, la PLC-β (al igual que otras fosfolipasas) hidroliza el fosfatidilinositolbisfosfato para producir inositol trisfosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG). ^{[ 10 ]} Dado que los receptores de IP3 tienen una distribución escasa o nula en todo el sistema nervioso faríngeo de C. elegans ^{[ 11 ]} (uno de los tejidos donde los agonistas de LAT-1, como α-LTX y emodepside, tienen sus efectos más predominantes) ^{[ 6 ]} y se ha demostrado que los ésteres de β-forbel (que imitan los efectos del DAG) tienen una acción estimulante sobre la transmisión sináptica , ^{[ 12 ]} se ha concluido que es el componente DAG de la cascada el que regula la liberación de neurotransmisores . ^{[ 6 ]}

De hecho, en C. elegans , DAG regula UNC-13, una proteína asociada a la membrana plasmática crucial para la liberación de neurotransmisores mediada por vesículas ^{[ 13 ]} y estudios mutacionales han demostrado que dos mutantes con reducción de la función de UNC-13 muestran resistencia a emodepside, observaciones que apoyan este mecanismo de acción hipotetizado. El mecanismo por el cual la activación de UNC-13 resulta en la liberación de neurotransmisores (el resultado final de la activación de la latrofilina) es a través de la interacción con la proteína de membrana sinaptosómica sintaxina , ^{[ 6 ] [ 14 ]} con UNC-13 uniéndose al extremo N de la sintaxina y promoviendo el cambio de la forma cerrada de la sintaxina (que es incompatible con la formación del complejo SNARE sinaptobrevina, SNAP-25 y sintaxina ) a su forma abierta para que se pueda lograr la formación del complejo SNARE, permitiendo así que tenga lugar la fusión y liberación de vesículas . ^{[ 14 ]}

A nivel molecular, el resultado neto de la activación de esta vía es la estimulación espontánea de la liberación de neuropéptidos inhibidores similares a PF1 (esto se sospecha debido a la inhibición de la contracción muscular inducida por acetilcolina por parte de la emodepside, que requiere iones de calcio e iones de potasio extracelulares, similar a la acción de PF1/PF2). Aunque en experimentos con sinaptosomas, α-LTX desencadenó una exocitosis no dependiente de calcio de vesículas que contenían acetilcolina , glutamato y GABA , ^{[ 15 ]} tanto el glutamato ^{[ 6 ]} como el GABA ^{[ 15 ]} han sido descartados como los únicos neurotransmisores responsables de la acción de la emodepside) que luego actúa sobre la membrana postsináptica (es decir, la membrana faríngea/muscular) del nematodo, teniendo un efecto inhibidor que induce parálisis o inhibe el bombeo faríngeo, ambos resultados que finalmente conducen a la muerte del organismo.

Los estudios mutacionales que involucran mutantes con deleción del gen LAT-1 y del gen LAT-2 han revelado que la función de los receptores de latrofilina en los diferentes tejidos donde se expresan difiere entre subtipos, con LAT-1 expresándose en la faringe de C. elegans (modulando así el bombeo faríngeo) y LAT-2 desempeñando un papel en la locomoción. ^{[ 6 ]}

Además de ejercer un efecto sobre el nematodo mediante la unión a los receptores de latrofilina, también hay evidencia reciente que indica que el emodepside también interactúa con el canal de potasio BK codificado por el gen Slo-1. ^{[ 16 ]} Esta proteína es un miembro de la clase estructural de 6 hélices transmembrana de canales de iones de potasio, donde cada subunidad consta de 6 hélices transmembrana y 1 dominio P (este dominio P está conservado en todos los canales de iones de potasio y forma el filtro de selectividad que permite al canal transportar iones de potasio a través de la membrana con gran preferencia sobre otros iones). ^{[ 17 ]} Estas subunidades se agrupan para formar canales de tipo BK de alta conductancia que se activan tanto por el potencial de membrana como por los niveles de calcio intracelular ^{[ 17 ]} (esta capacidad de detección de iones de calcio se acomoda mediante una región de cola intracelular en las subunidades tipo Slo que forman un motivo de unión de iones de calcio que consiste en una secuencia de residuos de aspartato conservados, denominado “cuenco de calcio”), ^{[ 18 ]} con su función fisiológica de regular la excitabilidad de las neuronas y las fibras musculares, a través de la forma en que participan en la repolarización del potencial de acción (con el eflujo de iones de potasio utilizado para repolarizar la célula después de la despolarización). ^{[ 19 ]}

El efecto presumible que la interacción de la emodepside con estos canales ejercería sobre la neurona sería activar el canal, provocando la salida de iones de potasio, hiperpolarización y la consiguiente inhibición del efecto del neurotransmisor excitatorio (acetilcolina si actúa en la unión neuromuscular), lo que tendría un efecto inhibidor sobre la transmisión sináptica, la producción de potenciales de acción postsinápticos y, en última instancia, la contracción muscular (que se manifiesta como parálisis o reducción del bombeo faríngeo).

Aún no se ha determinado por completo cuál de los receptores de latrofilina y los canales de potasio BK es el principal sitio de acción de la emodepside. Tanto los mutantes LAT-1/LAT-2 como los mutantes slo-1 (con reducción o pérdida de función) muestran una resistencia significativa a la emodepside, por lo que es posible que la presencia de ambos sea necesaria para que la emodepside ejerza su efecto completo.

La patente de emodepside pertenece a Elanco (anteriormente, Bayer HealthCare). Emodepside se vende en combinación con praziquantel para aplicación tópica bajo el nombre comercial Profender . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}