Das trypanocid wirkende Benzoxaborol AN7973 hemmt die mRNA-Verarbeitung von Trypanosomen

Kinetoplastid-Parasiten—Trypanosomen und Leishmanien—infizieren Millionen von Menschen und verursachen wirtschaftlich verheerende Krankheiten bei Nutztiere, und die wenigen bestehenden Medikamente weisen ernsthafte Mängel auf. Verbindungen auf Benzoxaborol-Basis sind sehr vielversprechende potenzielle novel anti-trypanosomale Therapien, mit bereits in klinischen Studien am Menschen und bei Tieren getesteten Kandidaten. Wir haben den Wirkmechanismus mehrerer Benzoxaborole untersucht, darunter AN7973, einen frühen Kandidaten für die veterinärmedizinische Trypanosomose. Bei allen Kinetoplastiden ist die Transkription polycistronisch. Einzelne mRNA-5'-Enden entstehen durch trans-Splicing einer kurzen Führungssequenz, verbunden mit einer gekoppelten Polyadenylierung der vorhergehenden mRNA. Die Behandlung von Trypanosoma brucei mit AN7973 hemmte das trans-Splicing innerhalb von 1 Stunde, wie durch den Verlust des Y-Struktur-Splicing- intermediärs, reduzierte mRNA-Spiegel und die Ansammlung peri-nukleärer Granula festgestellt wurde. Die Methylierung des gespleißten Führungs-Vorläufer-RNAs war nicht betroffen, aber eine länger andauernde Behandlung mit AN7973 führte zu einem Anstieg von S-Adenosylmethionin und methylierter Lysin. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die mRNA-Verarbeitung ein primäres Ziel von AN7973 ist. Polyadenylierung ist erforderlich für das trans-Splicing von Kinetoplastiden, und die EC50 für AN7973 in T. brucei wurde durch Überexpression des T. brucei-Spaltung und Polyadenylierungsfaktors CPSF3 dreifach erhöht, was CPSF3 als potenzielles molekulares Ziel identifiziert. Ergebnisse der molekularen Modellierung deuten darauf hin, dass die Hemmung von CPSF3 durch AN7973 möglich ist. Unsere Ergebnisse validieren somit chemisch die mRNA-Verarbeitung als ein tragfähiges Ziel für Medikamente gegen Trypanosomen. Mehrere andere Benzoxaborole zeigten metabolomische und Splicing-Effekte, die ähnlichen zu denen von AN7973 waren und identifizierten die Hemmung des Splicing als einen gemeinsamen Wirkmechanismus, wobei vorgeschlagen wird, dass dies mit nachfolgenden Veränderungen in methylisierten Metaboliten verknüpft sein könnte. Die Granulabildung, Splicing-Hemmung und Resistenz nach der CPSF3-Expression korrelierten jedoch nicht immer, und eine längere Selektion von Trypanosomen in AN7973 führte lediglich zu einer 1,5-fachen Resistenz. Es ist daher möglich, dass die Wirkmechanismen von Oxaborolen, die auf die mRNA-Verarbeitung von Trypanosomen abzielen, über die Hemmung von CPSF3 hinausgehen könnten.