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Moura DMD, Carvalho AMRS, Brito RCFD, Roatt BM, Lage DP, Martins VT, Cruz LDR, Medeiros FAC, Batista SD, Pinheiro GRG, da Costa Rocha MO, Coelho EAF, Duarte MC, Mendes TADO, Menezes-Souza D. CD4 + and CD8 + T-cell multi-epitope chimeric protein associated with an MPLA adjuvant induce protective efficacy and long-term immunological memory for the immunoprophylaxis of American Tegumentary Leishmaniasis. Vaccine 2024; 42:126178. [PMID: 39096765 DOI: 10.1016/j.vaccine.2024.126178] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/11/2024] [Revised: 07/22/2024] [Accepted: 07/23/2024] [Indexed: 08/05/2024]
Abstract
American Tegumentary Leishmaniasis (ATL) is a disease of high severity and incidence in Brazil, in addition to being a worldwide concern in public health. Leishmania amazonensis is one of the etiological agents of ATL, and the inefficiency of control measures, associated with the high toxicity of the treatment and the lack of effective immunoprophylactic strategies, makes the development of vaccines indispensable and imminent. In this light, the present study proposes to elaborate a chimeric protein (rChiP), based on the fusion of multiple epitopes of CD4+/CD8+ T cells, identified in the immunoproteome of the parasites L. amazonensis and L. braziliensis. The designed chimeric protein was tested in the L. amazonensis murine model of infection using the following formulations: 25 μg of the rChiP in saline (rChiP group) and 25 μg of the rChiP plus 25 μg of MPLA-PHAD® (rChiP+MPLA group). After completing immunization, CD4+ and CD8+ T cells, stimulated with SLa-Antigen or rChiP, showed an increased production of nitric oxide and intracytoplasmic pro-inflammatory cytokines, in addition to the generation of central and effector memory T cells. rChiP and rChiP+MPLA formulations were able to promote an effective protection against L. amazonensis infection determined by a reduction in the development of skin lesions and lower parasitic burden. Reduction in the development of skin lesions and lower parasitic burden in the vaccinated groups were associated with an increase of nitrite, CD4+/CD8+IFN-γ+TNF-α+ and CD4+/CD8+CD44highCD62Lhigh/low T cells, IgGTotal, IgG2a, and lower rates of IgG1 and CD4+/CD8+IL-10+. This data suggests that proposed formulations could be considered potential tools to prevent ATL.
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Affiliation(s)
- Dênia Monteiro de Moura
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Maria Ravena Severino Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Rory Cristiane Fortes de Brito
- Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela Pagliara Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Vivian Tamietti Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiza Dos Reis Cruz
- Laboratório de Química Orgânica Sintética, Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 13083-970 São Paulo, Brazil
| | - Fernanda Alvarenga Cardoso Medeiros
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Sarah Dutra Batista
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme Rafael Gomide Pinheiro
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Manoel Otávio da Costa Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana Costa Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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González-Matos M, Aguado ME, Izquierdo M, Monzote L, González-Bacerio J. Compounds with potentialities as novel chemotherapeutic agents in leishmaniasis at preclinical level. Exp Parasitol 2024; 260:108747. [PMID: 38518969 DOI: 10.1016/j.exppara.2024.108747] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/15/2023] [Revised: 02/27/2024] [Accepted: 03/19/2024] [Indexed: 03/24/2024]
Abstract
Leishmaniasis are neglected infectious diseases caused by kinetoplastid protozoan parasites from the genus Leishmania. These sicknesses are present mainly in tropical regions and almost 1 million new cases are reported each year. The absence of vaccines, as well as the high cost, toxicity or resistance to the current drugs determines the necessity of new treatments against these pathologies. In this review, several compounds with potentialities as new antileishmanial drugs are presented. The discussion is restricted to the preclinical level and molecules are organized according to their chemical nature, source and molecular targets. In this manner, we present antimicrobial peptides, flavonoids, withanolides, 8-aminoquinolines, compounds from Leish-Box, pyrazolopyrimidines, and inhibitors of tubulin polymerization/depolymerization, topoisomerase IB, proteases, pteridine reductase, N-myristoyltransferase, as well as enzymes involved in polyamine metabolism, response against oxidative stress, signaling pathways, and sterol biosynthesis. This work is a contribution to the general knowledge of these compounds as antileishmanial agents.
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Affiliation(s)
- Maikel González-Matos
- Center for Protein Studies, Faculty of Biology, University of Havana, Calle 25 #455 Entre I y J, Vedado, La Habana, Cuba
| | - Mirtha Elisa Aguado
- Center for Protein Studies, Faculty of Biology, University of Havana, Calle 25 #455 Entre I y J, Vedado, La Habana, Cuba
| | - Maikel Izquierdo
- Center for Protein Studies, Faculty of Biology, University of Havana, Calle 25 #455 Entre I y J, Vedado, La Habana, Cuba
| | - Lianet Monzote
- Department of Parasitology, Center for Research, Diagnosis and Reference, Tropical Medicine Institute "Pedro Kourí", Autopista Novia Del Mediodía Km 6½, La Lisa, La Habana, Cuba.
| | - Jorge González-Bacerio
- Center for Protein Studies, Faculty of Biology, University of Havana, Calle 25 #455 Entre I y J, Vedado, La Habana, Cuba; Department of Biochemistry, Faculty of Biology, University of Havana, Calle 25 #455 Entre I y J, Vedado, La Habana, Cuba.
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Pereira IAG, Freitas CS, Câmara RSB, Jesus MM, Lage DP, Tavares GSV, Soyer TG, Ramos FF, Soares NP, Santiago SS, Martins VT, Vale DL, Pimenta BL, Ludolf F, Oliveira FM, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Costa AV, Gonçalves DU, Roatt BM, Teixeira RR, Coelho EAF. Treatment using vanillin-derived synthetic molecules incorporated into polymeric micelles is effective against infection caused by Leishmania amazonensis species. Exp Parasitol 2024; 260:108743. [PMID: 38513973 DOI: 10.1016/j.exppara.2024.108743] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/15/2023] [Revised: 02/26/2024] [Accepted: 03/18/2024] [Indexed: 03/23/2024]
Abstract
Treatment against leishmaniasis presents problems, mainly due to the toxicity of the drugs, high cost, and the emergence of resistant strains. A previous study showed that two vanillin-derived synthetic molecules, 3s [4-(2-hydroxy-3-(4-octyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)propoxy)-3-methoxybenzaldehyde] and 3t [4-(3-(4-decyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2-hydroxypropoxy)-3-methoxybenzaldehyde], presented antileishmanial activity against Leishmania infantum, L. amazonensis, and L. braziliensis species. In the present work, 3s and 3t were evaluated to treat L. amazonensis-infected mice. Molecules were used pure or incorporated into Poloxamer 407-based micelles. In addition, amphotericin B (AmpB) and its liposomal formulation, Ambisome®, were used as control. Animals received the treatment and, one and 30 days after, they were euthanized to evaluate immunological, parasitological, and biochemical parameters. Results showed that the micellar compositions (3s/Mic and 3t/Mic) induced significant reductions in the lesion mean diameter and parasite load in the infected tissue and distinct organs, as well as a specific and significant antileishmanial Th1-type immune response, which was based on significantly higher levels of IFN-γ, IL-12, nitrite, and IgG2a isotype antibodies. Drug controls showed also antileishmanial action; although 3s/Mic and 3t/Mic have presented better and more significant parasitological and immunological data, which were based on significantly higher IFN-γ production and lower parasite burden in treated animals. In addition, significantly lower levels of urea, creatinine, alanine transaminase, and aspartate transaminase were found in mice treated with 3s/Mic and 3t/Mic, when compared to the others. In conclusion, results suggest that 3s/Mic and 3t/Mic could be considered as therapeutic candidates to treat against L. amazonensis infection.
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Affiliation(s)
- Isabela A G Pereira
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S B Câmara
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M Jesus
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tauane G Soyer
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Nícia P Soares
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Samira S Santiago
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Breno L Pimenta
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde, Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-110, Minas Gerais, Brazil
| | - Fabrício M Oliveira
- Instituto Federal de Educação de Minas Gerais, Rua Afonso Sardinha, 90, Bairro Pioneiros, 36420-000, Ouro Branco, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Computational Biology and Chemistry Research Group, Vicerrectorado de Investigación, Universidad Católica de Santa María, Urb. San José S/N, Umacollo, Arequipa, Peru
| | - Adilson V Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal Do Espírito Santo, Alto Universitário, S/n, Guararema, 29500-000, Alegre, Espírito Santo, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Róbson R Teixeira
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Freitas CS, Pereira IAG, Lage DP, Vale DL, Pimenta BL, Soares NP, Santiago SS, Martins VT, Câmara RSB, Jesus MM, Tavares GSV, Ramos FF, Ludolf F, Magalhães LND, Oliveira FM, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Costa AV, Roatt BM, Teixeira RR, Coelho EAF. New synthetic molecules incorporated into polymeric micelles used for treatment against visceral leishmaniasis. Cytokine 2024; 177:156543. [PMID: 38373365 DOI: 10.1016/j.cyto.2024.156543] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/19/2023] [Revised: 01/30/2024] [Accepted: 02/06/2024] [Indexed: 02/21/2024]
Abstract
Treatment against visceral leishmaniasis (VL) presents problems, mainly related to drug toxicity, high cost and/or by emergence of resistant strains. In the present study, two vanillin synthetic derivatives, 3 s [4-(2-hydroxy-3-(4-octyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)propoxy)-3-methoxybenzaldehyde] and 3 t [4-(3-(4-decyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2-hydroxypropoxy)-3-methoxybenzaldehyde], were evaluated as therapeutic candidates in a murine model against Leishmania infantum infection. Molecules were used pure (3 s and 3 t) or incorporated into Poloxamer 407-based micelles (3 s/M and 3 t/M) in the infected animals, which also received amphotericin B (AmpB) or Ambisome® as control. Results showed that 3 s/M and 3 t/M compositions induced a Th1-type immune response in treated animals, with higher levels of IFN-γ, IL-2, TNF-α, IL-12, nitrite, and IgG2a antibodies. Animals presented also low toxicity and significant reductions in the parasite load in their spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes, as compared as control groups mice, with the evaluations performed one and 30 days after the application of the therapeutics. In conclusion, preliminary data suggest that 3 s/M and 3 t/M could be considered for future studies as therapeutic agents against VL.
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Affiliation(s)
- Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A G Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Breno L Pimenta
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Nícia P Soares
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Samira S Santiago
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900 Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S B Câmara
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M Jesus
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-110, Minas Gerais, Brazil
| | - Lícia N D Magalhães
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fabrício M Oliveira
- Instituto Federal de Educação de Minas Gerais, Rua Afonso Sardinha, 90, Bairro Pioneiros, 36420-000 Ouro Branco, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Computational Biology and Chemistry Research Group, Vicerrectorado de Investigación, Universidad Católica de Santa María, Urb. San José S/N, Umacollo, Arequipa, Peru
| | - Adilson V Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal do Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, Guararema, 29500-000, Alegre, Espírito Santo, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Róbson R Teixeira
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900 Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Silva LMN, França WWM, Santos VHB, Souza RAF, Silva AM, Diniz EGM, Aguiar TWA, Rocha JVR, Souza MAA, Nascimento WRC, Lima Neto RG, Cruz Filho IJ, Ximenes ECPA, Araújo HDA, Aires AL, Albuquerque MCPA. Plumbagin: A Promising In Vivo Antiparasitic Candidate against Schistosoma mansoni and In Silico Pharmacokinetic Properties (ADMET). Biomedicines 2023; 11:2340. [PMID: 37760782 PMCID: PMC10525874 DOI: 10.3390/biomedicines11092340] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/17/2023] [Revised: 08/16/2023] [Accepted: 08/19/2023] [Indexed: 09/29/2023] Open
Abstract
Schistosomiasis, a potentially fatal chronic disease whose etiological agents are blood trematode worms of the genus Schistosoma spp., is one of the most prevalent and debilitating neglected diseases. The treatment of schistosomiasis depends exclusively on praziquantel (PZQ), a drug that has been used since the 1970s and that already has reports of reduced therapeutic efficacy, related with the development of Schistosoma-resistant or -tolerant strains. Therefore, the search for new therapeutic alternatives is an urgent need. Plumbagin (PLUM), a naphthoquinone isolated from the roots of plants of the genus Plumbago, has aroused interest in research due to its antiparasitic properties against protozoa and helminths. Here, we evaluated the in vivo schistosomicidal potential of PLUM against Schistosoma mansoni and the in silico pharmacokinetic parameters. ADMET parameters and oral bioavailability were evaluated using the PkCSM and SwissADME platforms, respectively. The study was carried out with five groups of infected mice and divided as follows: an untreated control group, a control group treated with PZQ, and three groups treated orally with 8, 16, or 32 mg/kg of PLUM. After treatment, the Kato-Katz technique was performed to evaluate a quantity of eggs in the feces (EPG). The animals were euthanized for worm recovery, intestine samples were collected to evaluate the oviposition pattern, the load of eggs was determined on the hepatic and intestinal tissues and for the histopathological and histomorphometric evaluation of tissue and hepatic granulomas. PLUM reduced EPG by 65.27, 70.52, and 82.49%, reduced the total worm load by 46.7, 55.25, and 72.4%, and the female worm load by 44.01, 52.76, and 71.16%, for doses of 8, 16, and 32 mg/kg, respectively. PLUM also significantly reduced the number of immature eggs and increased the number of dead eggs in the oogram. A reduction of 36.11, 46.46, and 64.14% in eggs in the hepatic tissue, and 57.22, 65.18, and 80.5% in the intestinal tissue were also observed at doses of 8, 16, and 32 mg/kg, respectively. At all doses, PLUM demonstrated an effect on the histopathological and histomorphometric parameters of the hepatic granuloma, with a reduction of 41.11, 48.47, and 70.55% in the numerical density of the granulomas and 49.56, 57.63, and 71.21% in the volume, respectively. PLUM presented itself as a promising in vivo antiparasitic candidate against S. mansoni, acting not only on parasitological parameters but also on hepatic granuloma. Furthermore, in silico, PLUM showed good predictive pharmacokinetic profiles by ADMET.
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Affiliation(s)
- Lucas M. N. Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-520, PE, Brazil; (L.M.N.S.); (V.H.B.S.); (R.A.F.S.); (E.C.P.A.X.); (M.C.P.A.A.)
| | - Wilza W. M. França
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Departamento de Medicina Tropical Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil;
| | - Victor H. B. Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-520, PE, Brazil; (L.M.N.S.); (V.H.B.S.); (R.A.F.S.); (E.C.P.A.X.); (M.C.P.A.A.)
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
| | - Renan A. F. Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-520, PE, Brazil; (L.M.N.S.); (V.H.B.S.); (R.A.F.S.); (E.C.P.A.X.); (M.C.P.A.A.)
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
| | - Adriana M. Silva
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
| | - Emily G. M. Diniz
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Departamento de Medicina Tropical Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil;
| | - Thierry W. A. Aguiar
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Departamento de Bioquímica, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil
| | - João V. R. Rocha
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Departamento de Medicina Tropical Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil;
| | - Mary A. A. Souza
- Programa de Pós-Graduação em Morfotecnologia, Departamento de Histologia e Embriologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil; (M.A.A.S.); (I.J.C.F.)
| | - Wheverton R. C. Nascimento
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Programa de Pós-Graduação em Morfotecnologia, Departamento de Histologia e Embriologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil; (M.A.A.S.); (I.J.C.F.)
- Centro de Ciências Médicas—Área Acadêmica de Medicina Tropical, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, PE, Brazil
| | - Reginaldo G. Lima Neto
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Departamento de Medicina Tropical Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil;
- Centro de Ciências Médicas—Área Acadêmica de Medicina Tropical, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, PE, Brazil
| | - Iranildo J. Cruz Filho
- Programa de Pós-Graduação em Morfotecnologia, Departamento de Histologia e Embriologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil; (M.A.A.S.); (I.J.C.F.)
- Departamento de Antibióticos, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, PE, Brazil
| | - Eulália C. P. A. Ximenes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-520, PE, Brazil; (L.M.N.S.); (V.H.B.S.); (R.A.F.S.); (E.C.P.A.X.); (M.C.P.A.A.)
- Departamento de Antibióticos, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, PE, Brazil
| | - Hallysson D. A. Araújo
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Departamento de Bioquímica, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil
| | - André L. Aires
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, Departamento de Medicina Tropical Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil;
- Programa de Pós-Graduação em Morfotecnologia, Departamento de Histologia e Embriologia, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-420, PE, Brazil; (M.A.A.S.); (I.J.C.F.)
- Centro de Ciências Médicas—Área Acadêmica de Medicina Tropical, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, PE, Brazil
| | - Mônica C. P. A. Albuquerque
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-520, PE, Brazil; (L.M.N.S.); (V.H.B.S.); (R.A.F.S.); (E.C.P.A.X.); (M.C.P.A.A.)
- Instituto Keizo Asami, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50740-465, PE, Brazil; (W.W.M.F.); (A.M.S.); (E.G.M.D.); (T.W.A.A.); (J.V.R.R.); (W.R.C.N.); (H.D.A.A.)
- Centro de Ciências Médicas—Área Acadêmica de Medicina Tropical, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, PE, Brazil
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Freitas CS, Lage DP, Machado AS, Vale DL, Martins VT, Cardoso JMO, Oliveira-da-Silva JA, Reis TAR, Tavares GSV, Ramos FF, Ludolf F, Pereira IAG, Bandeira RS, Fujiwara RT, Bueno LL, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Coelho EAF. Exploring drug repositioning for leishmaniasis treatment: Ivermectin plus polymeric micelles induce immunological response and protection against tegumentary leishmaniasis. Cytokine 2023; 164:156143. [PMID: 36774730 DOI: 10.1016/j.cyto.2023.156143] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/22/2022] [Revised: 01/28/2023] [Accepted: 01/31/2023] [Indexed: 02/12/2023]
Abstract
Leishmania amazonensis can cause a wide spectrum of the clinical manifestations of leishmaniasis in humans. The development of new therapeutics is a long and expensive task; in this context, drug repositioning could be considered a strategy to identify new biological actions of known products. In the present study, ivermectin (IVE) was tested against distinct Leishmania species able to cause disease in humans. In vitro experiments showed that IVE was effective to reduce the infection degree and parasite load in Leishmania donovani- and L. amazonensis-infected macrophages that were treated with it. In addition, using the culture supernatant of treated macrophages, higher production of IFN-γ and IL-12 and lower levels of IL-4 and IL-10 were found. Then, IVE was used in a pure form or incorporated into Poloxamer 407-based polymeric micelles (IVE/M) for the treatment of L. amazonensis-infected BALB/c mice. Animals (n = 16 per group) were infected and later received saline, empty micelles, amphotericin B (AmpB), IVE, or IVE/M. They were euthanized at one (n = 8 per group) and 30 (n = 8 per group) days after treatment and, in both endpoints, immunological, parasitological, and biochemical evaluations were performed. Results showed that both IVE and IVE/M induced higher levels of IFN-γ, IL-12, GM-CSF, nitrite, and IgG2a antibodies, as well as higher IFN-γ expression evaluated by RT-qPCR in spleen cell cultures. Such animals showed low organic toxicity, as well as significant reductions in the lesion's average diameter and parasite load in their infected tissue, spleen, liver, and draining lymph node. The efficacy was maintained 30 days post-therapy, while control mice developed a polarized Th2-type response and high parasite load. In this context, IVE could be considered as a new candidate to be applied in future studies for the treatment against distinct Leishmania species.
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Affiliation(s)
- Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Amanda S Machado
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamille M O Cardoso
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil
| | - João A Oliveira-da-Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thiago A R Reis
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A G Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S Bandeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Computational Biology and Chemistry Research Group, Vicerrectorado de Investigación, Universidad Católica de Santa María, Urb. San José S/N, Umacollo, Arequipa 04000, Peru
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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de Andrade Ferraz I, Carvalho AMRS, de Brito RCF, Roatt BM, Martins VT, Lage DP, Dos Reis Cruz L, Medeiros FAC, Gonçalves DU, da Costa Rocha MO, Coelho EAF, de Oliveira Mendes TA, Duarte MC, Menezes-Souza D. Development of an immunogen containing CD4 +/CD8 + T-cell epitopes for the prophylaxis of tegumentary leishmaniasis. Appl Microbiol Biotechnol 2022; 106:4627-4641. [PMID: 35759035 PMCID: PMC9244519 DOI: 10.1007/s00253-022-12033-7] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/04/2022] [Revised: 06/08/2022] [Accepted: 06/14/2022] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
Abstract Tegumentary leishmaniasis (TL) is a disease of high severity and incidence in Brazil, and Leishmania braziliensis is its main etiological agent. The inefficiency of control measures, such as high toxicity and costs of current treatments and the lack of effective immunoprophylactic strategies, makes the development of vaccines indispensable and imminent. In this light, the present work developed a gene encoding multiple T-cell (CD4+/CD8+) epitope, derived from conserved proteins found in Leishmania species and associated with TL, to generate a chimeric protein (rMEP/TL) and compose a vaccine formulation. For this, six T-cell epitopes were selected by immunoinformatics approaches from proteins present in the amastigote stage and associated with host-parasite interactions. The following formulations were then tested in an L. braziliensis murine infection model: rMEP/TL in saline or associated with MPLA-PHAD®. Our data revealed that, after immunization (three doses; 14-day intervals) and subsequent challenging, rMEP/TL and rMEP/TL + MPLA-vaccinated mice showed an increased production of key immunological biomarkers of protection, such as IgG2a, IgG2a/IgG1, NO, CD4+, and CD8+ T-cells with IFN-γ and TNF-α production, associated with a reduction in CD4+IL-10+ and CD8+IL-10+ T-cells. Vaccines also induced the development of central (CD44highCD62Lhigh) and effector (CD44highCD62Llow) memory of CD4+ and CD8+ T-cells. These findings, associated with the observation of lower rates of parasite burdens in the vaccinated groups, when compared to the control groups, suggest that immunization with rMEP/TL and, preferably, associated with an adjuvant, may be considered an effective tool to prevent TL. Key points • Rational design approaches for vaccine development.
• Central and effector memory of CD4+ and CD8+ T-cells. • Vaccine comprised of rMEP/TL plus MPLA as an effective tool to prevent TL. Supplementary Information The online version contains supplementary material available at 10.1007/s00253-022-12033-7.
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Affiliation(s)
- Isabela de Andrade Ferraz
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Ana Maria Ravena Severino Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Rory Cristiane Fortes de Brito
- Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, 35400-000, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, 35400-000, Brazil
| | - Vívian Tamietti Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Daniela Pagliara Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Luiza Dos Reis Cruz
- Laboratório de Química Orgânica Sintética, Instituto de Química, Universidade de Campinas, Campinas, Brazil
| | - Fernanda Alvarenga Cardoso Medeiros
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Denise Utsch Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Manoel Otávio da Costa Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | | | - Mariana Costa Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil. .,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil.
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Ribeiro Antinarelli LM, Glanzmann N, Mendonça DVC, Lage DP, Oliveira-da-Silva JA, Tavares GSV, Carvalho AMRS, Freitas CS, Martins VT, Duarte MC, Menezes-Souza D, da Silva AD, Coelho EAF, Soares Coimbra E. Parasitological and immunological evaluation of a quinoline derivative salt incorporated into a polymeric micelle formulation against Leishmania infantum infection. Parasitol Res 2022; 121:2129-2140. [PMID: 35614147 PMCID: PMC9132674 DOI: 10.1007/s00436-022-07544-1] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/15/2021] [Accepted: 05/06/2022] [Indexed: 11/28/2022]
Abstract
Leishmaniasis is a parasitic disease caused by Leishmania protozoa, which presents a large spectrum of clinical manifestations. In the present study, a quinoline derivative salt named N-(2-((7-chloroquinolin-4-yl)amino)ethyl)-N-(prop-2-yn-1-yl)prop-2-yn-1-aminium chloride or QDS3 was in vitro and in vivo tested against L. infantum by means of its incorporation in Poloxamer 407-based polymeric micelles (QDS3/M). The in vitro antileishmanial activity of QDS3 and QDS3/M was investigated in L. infantum promastigotes, axenic amastigotes and infected macrophages. BALB/c mice were infected with L. infantum, and parasitological parameters were evaluated 1 and 15 days post-treatment by determining the parasite load by a limiting dilution assay, besides a quantitative PCR (qPCR) method. Immunological response was assessed based on production of cellular cytokines, as well as by quantification of nitrite levels and specific antibodies. In vitro results showed that QDS3 free or in micelles presented effective antileishmanial action against both parasite stages, being more effective in amastigotes. In vivo data showed that treatment using QDS3 or QDS3/M reduced the parasite load in the livers, spleens, draining lymph nodes (dLN) and bone marrows of the treated animals, 1 and 15 days after treatment, when compared to values found in the control groups. Additionally, treated mice developed a polarized Th1-type immune response, with higher levels of IL-12, IFN-γ, GM-CSF and nitrite, besides high production of specific IgG2a antibodies, when compared to the controls. Parasitological and immunological data obtained using the micellar composition were better than the others. In conclusion, QDS3, mainly when applied in a delivery adjuvant system, could be considered for future studies as therapeutic candidate against VL.
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Affiliation(s)
- Luciana M Ribeiro Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia E Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, Brazil.,Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Nícolas Glanzmann
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - João A Oliveira-da-Silva
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Ana Maria R S Carvalho
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Adilson David da Silva
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, Brazil
| | - Eduardo Antônio Ferraz Coelho
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia E Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Elaine Soares Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia E Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, Brazil.
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