Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical 18(3): 127-128, Jul-Set, 1985
EDITORIAIS
GOSSIPOL: UM AGENTE
POTENCIALMENTE TRIPANOCIDA
G ossipol [1, 1’, 6, 6’, 7, 7’-hexahidroxi-5, 5’-
disopropil-3, 3’-dim etil (2, 2 ’-binallaleno)-8, 8’-
dicarboxaldeido] é um com posto am arelo isolado do algodoeiro. T em um a ação anticoncepcional em m achos de várias espécies incluindo o ser hum ano e está sendo atualm ente testado na C hina com o con- traceptivo em hom ens. A adm inistração oral d esta droga produz óligo- ou azosperm ia, sèm efeitos colaterais significativos 8. P orém , a interferência com a
esperm atogênese é reversível e, na m aioria dos casos, a contangem dos esperm atozóides volta ao norm al em 2 a 3 m eses após a suspensão do tratam ento. O m ecanism o de ação é desconhecido. A lguns autores têm proposto que o gossipol agiria por inibição seletiva d a isoenzim a X ou C4 da desidrogenase lática
(L D H X ) . E sta enzim a, descoberta por nós em 1963 ^ é específica do esperm atozóide e é associada ao processo m etabólico, provendo energia à m obilidade e sobrevivência do gam eta3.
E m 1976, nós descobrim os que cultura de epim astigotas do Trypanosoma cruzi produz um a enzim a, d enom inada desigrogenase a- hidroxiácido (H A D H ), que tem um a especificidade p ara substrato sim ilar àquela do L D H X ^ 4 . T al ação do gossipol sobre o L D H X nos levou a testar o com posto sobre o H A D H do T. cruzi. E ste provou ser um inibidor poderoso, não apenas sobre o H A D H , m as tam bém sobre outros N A D e oxiredutases associados a N A D P do parasito (desidrogenase m álica (M D H ), desidro genase N A D P -glutâm ica (G lu tD H ), enzim a m álica e glicose-6-fostado desidrogenase). O gossipol não tem
ação sobre a succinato desidrogenase, que é um a fla- voproteina^. O s valores ki com respeito ao substrato foram 0 ,7 3 , 0,3 e 3,5 M p ara H A D H , M D H e G lu tD H respectivam ente e 1,1, 0 ,1 9 e 7,8 M com respeito à coenzim a. A inibição é não com petitiva para o substrato e acom petitiva para a coenzima®.
E sta ação inibitória sobre enzim as relacionadas às “ vias de p rodução de energia” pode ser responsável pela atividade paralisante da droga sobre o T. cruzi.
E pim astigotas expostas por 30 m in a 25 yM de gossipol ou 5 m in a 50 yM são com pletam ente im obilizados. N o curso d esta investigação, observa m os alterações m orfológicas dos parasitos subm etidos ao gossipol. O bservações ao nível ultra-estrutural m ostraram que alteração m ais precoce ocorre ao nível dos cinetoplastos e de m itocôndrias1- O crescim ento
GOSSYPOL: A POTENTIAL
TRYP ANOCID AL AGENT
G ossypol [1, 1’, 6, 6’, 7, 7 ’-hexahidroxi-5, 5’-
disopropyl-3, 3’-dim ethyl-(2, 2 ’ binaphtalene)-8, 8’-
dicarboxaldehyde] is a yellow com pound isolated from the cotton plant. It has antifertility action on m ales of several species including hum an and is currently being tested in C h ina as a contraceptive in men. O ral adm inistration of the drug produces oligo- and azoosperm ia w ithout significant undesirable effects^. A rrest of sperm atogenesis is reversible; in m ost cases sperm counts return to norm al 2 to 3 m onths after discontinuation o f treatm ent. T he m echanism o f action is not known. Some authors have proposed that gossypol w ould act by selective inhibition of isozym e X o r C4 of
lactate dehydrogenase (L D H X ) . T his enzym e, discovered by us in 1963?, is specific o f sperm atozoa and is associated to m etabolic processes providing energy for m otility and survival of the gam etic cell^.
In 1976, we found th at culture epim astigotes of
Trypanosoma cruzi possess an enzym e, designated
a-hydroxyacid dehydrogenase (H A D H ), showing substrate specificity sim ilar to that of L D H X ^ 4. T he reported action of gossypol on L D H X led us to test the com pound on H A D H from T. cruzi. It proved to be a very pow erful inhibitor, not only of H A D H , but also o f other N A D and N A D P -linked oxidoreducta- ses o f the parasite (m alate dehydrogenase (M D H ), N A D P -g lutam ate dehydrogenase (G lu tD H ), malic enzym e and glucose-6-phosphate dehydrogenase).
G ossypol has no action on succínate dehydrogenase, a flavoprotein7. K i values w ith respect to substrate were 0 .7 3 ,0 .3 and 3.5 y M for H A D H , M D H and G lutD H respectively, and L I , 0.19 and 7.8 y M with respect to the coenzym e. Inhibition is non com petitive for the
substrate and uncom petitive for the coenzyme®.
This inhibitory action on enzym es related to energy-producing pathw ays m ay be responsible for the paralysing activity o f the drug on T. cruzi. E pim as tigotes exposed for 30 m in to 25 yM gossypol o r to 5 m in to 50yM are com pletely im m obilized. In the course o f this study, we observed m orphological alterations of parasites subm itted to gossypol. O bservations a t the ultrastructural levei show ed that the earliest dam ages occur in the kinetoplast and the m itochondrion1. G row th of T. cruzi in culture is also
EditoTial. Gossipol: um agente potencialmente tripanocida. Trooical 18: 127-128, Jul-Set, 1985
do T. cruzi em culturas tam bém é afetado pelo gossipol. U m a pequena concentração de 0,01 y:M da droga adicionada ao m eio reduz a contagem p arasitária em
1 0 dias para 13% em relação aos controles^.
Tripom astigotas sangüíneos de cam undongos infectados são paralisados e sofrem alterações m orfo- lógicas quando expostos ao gossipol de um a form a sem elhante à observada com epim astigotas.
A té o m om ento, nossas observações estão lim itadas à exposição in vitro de epim astigotas e tripom astigotas ao com posto. E studos adicionais em culturas de tecido e em anim ais infectados são ne cessários para esclarecer a atividade do gossipol in vivo.
O s pesquisadores chineses tém acum ulado vas ta experiência usando a droga em seres hum anos com o agente anticoncepcional. N ã o têm sido relatados efeitos colaterais, após tratam ento prolongado (m ais de 4 anos)8. Inform ações disponíveis indicam que o
com posto não tem propriedades m utagênicas^. A atividade do gossipol nas células gam etogênicas dos túbulos sem iníferos dem onstra que ela pode penetrar através de m em branas celulares e outras barreiras sem iperm eáveis (sangue-testículo). E studos com pa rativos em nosso laboratório m ostraram que as oxirredutases hum anas purificadas, associadas à N A D e N A D P são m enos sensíveis à droga que as enzim as do T cruzi. B aseando-se em todas essas evidências, parece conveniente se em preeder experim entos clínicos em pacientes chagásicos sem m aior dem ora. E ntretanto, investigações adicionais ainda são neces sárias para se estabelecer sem dúvida a utilidade e segurança do gossipol com o um agente terapêutico n a doença de C hagas. A ntes que tais aspectos sejam elucidados, o uso em pacientes hum anos não deve ser autorizado.
R E F E R Ê N C IA S B IB L IO G R Á F IC A S
1. Blanco A, Aoki A, M ontamat E E , Rovai LE. Effect of gossypol upon motility and ultrastructure ofTrypanosoma cruzi. Journal of Protozoology 30: 648-651, 1983. 2. Blanco A, Zinkham W H . Lactate dehydrogenases in
human testes. Science 139: 601-602, 1963.
3. Burgos C, Coronel CE, G erez de Burgos N M , Rovai LE, Blanco A. Studies in vitro on shuttle systems of mouse spermatozoa. Biochemical Journal 208: 413-417,1982. 4. Coronel CE, Rovai L E, G erez de Burgos N M , Burgos C,
Blanco A. Properties of the alpha-hydroxyacid dehydrogenase isozymes from Trypanosoma cruzi. Molecular and Biochemical Parasitology 4 :2 9-39,1981.
Antonio Blanco. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina
affected by gossypol. A concentration as low as 0.01 ]iM of the drug added to the m edium reduces the parasite count after ten days to 13% o f th at of Controls^. B lood trypom astigotes from infected mice are paralised and m orphologically altered by exposure to gossypol in a m anner sim ilar to th at observed with epim astigotes. So far, our evidence is lim ited to in vitro
observations o f epim astigotes and trypom astigotes exposed to the com pound. F u rth e r studes on infected tissue cultures and on infected laboratory anim ais are necessary to ascertain the activity o f gossipol in vivo.
T he C hinese investigators have accum ulated a vast experience on the use o f the drug in hum ans as an antifertility agent. T hey rep ort no undesirable effects after prolonged treatm ent (m ore th an 4 years) a t effective doses**. A vailable inform ation indicates th at the com pound has no m utagenic properties^. T he activity o f gossypol on gam etogenic cells in sem ini- ferous tubules dem onstrates th a t it can penetrate through cellular m em branes and o ther perm eability barriers (blood-testis). C om parative studies in our laboratory show ed th at purified hum an N A D - and N A D P -lin ked oxidoreductases are less sensitive to the drug than the T. cruzi enzym es. O n the basis o f ali this evidence, it appears tem pting to undertake clinicai trials in chagasic patients w ithout further delays. H ow ever, m uch m ore investigation is needed to establish w ithout doubt the usefulness and safety o f gossypol as a therapeutic agent in C h ag as’ disease. U ntil these aspects are elucidated, its use in hum an patients should not be authorized.
5. G erez de Burgos N M , Burgos C, Blanco A , Paulone I, Segura EL. Actividad a-hydroxiácido dehidrogenasa en Trypanosoma cruzi. A cta Physiologica Latinamericana 26: 10-19, 1976.
6. G erez de Burgos N M , Burgos C, M ontam at E E , Rovai LE, Blanco A. Inhibition by gossypol of oxidoreductases from Trypanosoma cruzi. Biochemical Pharmacology 33: 955-959, 1984.
7. M ontam at E E , Burgos C , G erez de Burgos N M , Rovai LE, Blanco A, Segura E L. Inhibitory action of gossypol on enzymes and growth of Trypanosoma cruzi. Science 218: 288-289, 1982.
8. National Coordinating G roup on M ale Fertility. A new male contraceptive drug- cotton phenol gossypol. Chine se Medicai Journal 4: 417-428, 1978.
9. Zatuchni G I, O sbom CK. Gossypol: A possible male antifertility agent. Research Frontiers in Fertility Regu- lation. Northwestern University Press, Chicago, Vol. 1(4) 1981.
Antonio Blanco
Cátedra de Química Biológica, Facultad de Ciências Médicas, Universidad Nacional de Córdoba.
5016 Córdoba, Argentina.
