A doença de Chagas, causada pelo parasita Trypanosoma cruzi, é um problema grave de saúde pública na América Latina. A cruzaína, uma cisteína protease essencial para o ciclo de vida do parasita, tem sido estudada como um alvo para novos tratamentos, já que inibidores da enzima demonstraram potencial para erradicar a infecção em modelos animais. O documento discute a descoberta da doença de Chagas, a biologia e importância da cruzaína para o T. cruzi,

2. • A doença de Chagas, uma infecção
• O “feito” de Chagas, considerado único na
parasitária amplamente distribuída na
história da medicina, constitui um marco
decisivo na história da ciência e da saúde América Latina, é um problema grave de
brasileiras.Trazendo uma contribuição saúde pública com conseqüências
inovadora ao campo emergente da medicina devastadoras em termos de morbidade e
tropical e dos estudos sobre as doenças mortalidade humana. A enzima cruzaína é a
parasitárias transmitidas por insetos- principal cisteíno protease do Trypanosoma
vetores. cruzi, agente etiológico da tripanossomíase
• A preocupação comum a todos os que se Americana, e foi selecionada como alvo
associam ao legado de Carlos Chagas, com atrativo para o desenvolvimento de novos
o objetivo de disseminá-lo entre as novas fármacos tripanocidas.
gerações, nas instituições de ciência, saúde
e educação e nos tantos outros espaços da • A doença se apresenta como grande causa
vida social do país e do continente de mortalidade, afetando cerca de 18
americano: suscitar a reflexão sobre o milhões de pessoas no continente
passado, e, a partir do presente, pensar os americano e causando 21.000 mortes, a
desafios que nos convidam a planejar o cada ano. Atualmente, estima-se que 100
futuro. milhões de pessoas estejam sob risco de
contaminação nos 18 países da área
endêmica da doença

3. • A Cruzaína é membro da superfamília papaína, mas diferente de outras enzimas deste tipo,
apresenta uma extensão C-terminal atípica contendo 130 aminoácidos altamente glicosilados,
com função desconhecida e não requeridos para a atividade proteolítica. Apesar de seu papel
desconhecido, o domínio C-terminal representa a porção mais imunogênica da cruzaína em
indivíduos naturalmente infectados.
• Esta enzima pertence a uma família de genes polimórficos, cuja expressão é regulada
diferencialmente entre as variadas formas do parasito. Os genes que a codificam estão
dispostos em tandem, localizados em 2 a 4 cromossomos distintos nas diferentes cepas de T.
cruzi.
• A cruzipaína ou cruzaína é uma glicoproteína sintetizada na forma de zimogênio, que é
ativado pela clivagem do pró-domínio N-terminal para gerar a protease madura. A enzima
madura apresenta uma região catalítica com alta similaridade à catepsina L, sendo
caracterizada como uma endopeptidase com especificidade semelhante a da catepsina L .
• A expressão simultânea dos diferentes genes leva a produção de uma mistura complexa de
isoformas. As isoformas reunidas no grupo denominado cruzipaína 1 diferem entre si
essencialmente no domínio C-terminal, em sua seqüência de aminoácidos e em seu padrão
de N-glicosilação.
• A cruzipaína é expressa por diferentes cepas de T. cruzi e em todos os seus estágios de
desenvolvimento. Nas epimastigotas, a cruzipaína encontra-se primordialmente em organelas
denominadas reservossomos. É nesta forma que a proteína apresenta sua maior abundância.
Nas amastigotas, sua localização é dada majoritariamente na superfície celular, enquanto
que nas tripomastigotas situa-se nos lisossomos e na bolsa flagelar.

4. • Cruzaina, a principal cisteína protease do
Trypanosoma cruzi, é uma enzima essencial para o
cilo de vida do parasita e tem sido validado como um
alvo viável para tratar Doença de Chagas.
• Exerce papéis importantes na sobrevivência do
organismo, incluindo imunoevasão, aquisição de
nutrientes, crescimento, sobrevivência no organismo
hospedeiro e diferenciação parasita. Além do mais, é
de extrema importância na modulação da resposta
imune frente à infecção e a ausência de redundância
desta enzima faz com que os parasitas fiquem
vulneráveis à inibição da cruzaína. Recentemente,
K11777 ( um inibidor seletivo de cruzaína) tem
demonstrado a erradicação da infecçãp T. cruzi na
cultura de células, de ratos e cachorros. Estes
estudos provam que os inibidores de protease
cisteína poderiam servir como um agente para
intervenção quimioterápica viável.

5. • A cruzaína sua completa purificação foi feita por Bontempi e colaboradores
(1984), a partir de epimastigotas cultivadas em meio livre de células, através de um
procedimento seqüencial de fracionamento utilizando técnicas cromatográficas.
• A estrutura tridimensional da cruzaína (forma recombinante da cruzipaína, truncada
na extremidade C-terminal) foi complexada com o inibidor peptídico irreversível Z-
Phe-Ala-fluorometil cetona, através da técnica de cristalografia por difração de
raios-X.
• A estrutura cristalográfica revelou que é composta por uma cadeia polipeptídica de
215 resíduos de aminoácidos, estruturada em dois domínios: um
predominantemente formado por alfa-hélices e o outro constituído por interações
do tipo folhas beta antiparalelas. A tríade catalítica da cruzaína é composta pelos
resíduos Cys 25, His 159 e Asn 175 . Tanto a tríade catalítica, como o sítio global
de ligação ao substrato, são encontrados em uma fenda entre os dois domínios.
• A cruzipaína possui forte atividade endopeptidásica, agindo sobre substratos como
azocaseína, albumina de soro bovino, hemoglobina e algumas proteínas solúveis
de T. cruzi. Interage com seus substratos através dos subsítios (S4 - S4’)
presentes na região do sítio ativo, onde cada um deles apresenta especificidade
variada a diferentes resíduos de aminoácidos.

6. • Cruzaina trata-se de um tiol-protease
da família papaína (sensível a E-64 e
cistatina), capaz de degradar
substratos protéicos de alto peso
molecular, tanto em pH neutro quanto
ácido.
• Empregando anticorpos
monoclonais a-GP57/51, verificou-se
que o antígeno tinha um padrão
delocalização eminentemente
lisossomal.
• Contendo vários sítios preditivos de
N/O-glicosilação, esta extensão C-
terminal une-se ao domínio catalítico
(central) através de uma sequência
(tipo-dobradiço) rica em treonina e
prolinas. Os flancos da dobradiça
continham sequências sensíveis à
clivagem por mecanismos
autoproteolíticos.
• Confirmaram seu caráter sendo como
imunoprotetor.

7. • Estudos indicaram que cruzipaína era
inativada eficientemente por compostos que
apresentavam resíduos aromáticos
volumosos na posição P2
• Não obstante o progresso alcançado no
desenvolvimento de fármacos capazes de
inativar cruzipaína, o mecanismo de ação
destas enzimas ainda não foi bem
esclarecido.
• Cruzipaína hidrolisa peptídeos que
apresentam as sequências flanqueadoras
da bradicinina nas moléculas de
cininogênios
• Estes resultados sugeriram que os
cininogênios (substrato da cruzipaína) são
hidrolisados nas regiões de contato entre as
membranas plasmáticas do parasito e da
célula alvo. Estudos em andamento visam
esclarecer se a atividade da cruzipaína
(presumivelmente secretada na região da
bolsa flagelar) é potencializada por
interações com outros elementos da
superfície celular.

8. • Primeiras Descobertas
Carlos Chagas
Descoberta de uma doença humana. Seu
agente causal (o protozoário que
denominou de Trypanosoma cruzi, em
homenagem ao mestre Oswaldo Cruz) e o
inseto que o transmitia (triatomíneo
conhecido como “barbeiro”) haviam sido
por ele identificados, ao final de 1908.
• Considerando que o ergosterol é o
principal esterol do T. cruzi, na última
década pesquisas vêm sendo orientadas
desenvolver um inibidor eficaz do esterol.
• Hoje:
Julio Scharfstein
• Suas pesquisas sobre estrutura e função
biológica de proteases do Trypanosoma
cruzi subsidiaram o conhecimento sobre a
importância da regulação de proteólise
extracelular nos mecanismos de virulência
e imunopatogenicidade na doença de
Chagas.
• Atualmente, apresentou dados indicando
que a bradicinina pode induzir atividade
imunológica contra o T. cruzi .

9. • Pacientes com Doença de Chagas
desenvolvem sintomas parecidos com
gripe durante o estágio agudo,
seguido por lesões gastrintestinais e
cadiopatia no estágio crônico. O
agente etiológico da doença é o
parasita protozoário, Trypanosoma
cruzi, o qual é comumente transmitido
ao hospedeiro humano através da
mordida do mosquito, transfusão dr
sangue infectado ou transmissão da
mãe para a criança. Nifurtimox e
benznidazole, as duas drogas usadas
no tratamento da doença, tem
significantes inconvenientes, como
eles são moderavelmente eficazes
nos estágios crônicos da infeccção e
causam efeitos colateriais severos.
Portanto, desenvolver outras formas
de tratamento é essencial.

10. • São várias formas de abordar os tratamentos para
a Doença de Chagas, porem estamos abordando :
• Método Cisteína Protease
• T. cruzi possui uma cisteína proteinase semelhante
a L-catepsina denominada de cruzipaína (ou
cruzaína), que é a principal responsável pela
atividade proteolítica em todos as fases do ciclo
evolutivo do parasito. Inibidores irreversíveis de
cruzipaína do tipo peptidil tais como
diazometilcetonas, fluorometilcetonas, alilsulfonas,
vinilsulfonas e vinilsulfonamidas, foram investigados
como potenciais agentes anti-T. cruzi. Em
epimastigotas, inibidores do tipo peptidil
bloquearam a maturação de cruzipaína e seu
transporte para lisosomas, levando ao acúmulo da
sua proteína precursora no complexo de Golgi e à
interferência na via de secreção. Utilizando N-
piperazinil-F-Ala-homoF-Ala-vinilsulfona-fenila,
Engel e colaboradores observaram um aumento no
número de vesículas que se dirigem do Golgi para
a bolsa flagelar do parasito, interferindo na função
do Golgi. Tratamento de camundongos infectados
com a peptidil vinilsulfona, N-metilpiperazina-
FhomoF-vinilsulfona-fenila, levou à redução da
carga parasitária e das lesões cardíacas. O mesmo
composto foi utilizado em cães, sendo observada
uma regressão do dano do miocárdio induzido pela
infecção por T. cruzi. Além disso, outros inibidores
de cruzipaína (não do tipo peptidil) que foram
estudados incluem acilhidrazidas, aril uréias,
ariltiouréias e tiosemicarbazonas.

11. • http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=3LXS
• http://www.plosntds.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pntd.00008
25
• http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.dometodo=apresentar&id=
K4783543E3
• http://www.fiocruz.br/chagas/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=1
• http://bases.bireme.br/cgi-
bin/wxislind.exe/iah/online/?IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=LILACS&l
ang=p&nextAction=lnk&exprSearch=515417&indexSearch=ID
• http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.ioc.fiocruz.br/pages/infor
merede/corpo/noticia/2006/outubro/DSCF2708.
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Cruzipa%C3%ADna
• http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/viewFile/198/193.
• Todos os sites foram acessados no dia 11/11/2012