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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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Rodrigues Gazolla PA, Lima WP, de Aguiar AR, Gonçalves Borsodi MP, Costa AV, de Oliveira FM, de Oliveira OV, Andreazza Costa MC, Castro Ferreira MM, do Nascimento CJ, Junker J, Vaz BG, Teixeira RR. Leishmanicidal activity and 4D quantitative structure-activity relationship and molecular docking studies of vanillin-containing 1,2,3-triazole derivatives. Future Med Chem 2024; 16:139-155. [PMID: 38131191 DOI: 10.4155/fmc-2023-0246] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/20/2023] [Accepted: 11/27/2023] [Indexed: 12/23/2023] Open
Abstract
Aim: The assessment of the antileishmanial potential of 22 vanillin-containing 1,2,3-triazole derivatives against Leishmania braziliensis is reported. Materials & methods: Initial screening was performed against the parasite promastigote form. The most active compound, 4b, targeted parasites within amastigotes (IC50 = 4.2 ± 1.0 μmol l-1), presenting low cytotoxicity and a selective index value of 39. 4D quantitative structure-activity relationship and molecular docking studies provided insights into structure-activity and biological effects. Conclusion: A vanillin derivative with significant antileishmanial activity was identified. Enhanced activity was linked to increased electrostatic and Van der Waals interactions near the benzyl ring of the derivatives. Molecular docking indicated the inhibition of the Leishmania amazonensis sterol 14α-demethylase, using Leishmania infantum sterol 14α-demethylase as a model, without affecting the human isoform. Inhibition was active site competition with lanosterol.
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Affiliation(s)
- Poliana Aparecida Rodrigues Gazolla
- Grupo de Pesquisa e Síntese de Compostos Bioativos (GSPCB), Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG, 36570-900, Brazil
| | - Wallace Pacienza Lima
- Escola de Ciências da Saúde, Universidade do Grande Rio, Rio de Janeiro-RJ, 22775-003, Brazil
| | - Alex Ramos de Aguiar
- Grupo de Pesquisa e Síntese de Compostos Bioativos (GSPCB), Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG, 36570-900, Brazil
| | - Maria Paula Gonçalves Borsodi
- Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 21941-902, Brazil
| | - Adilson Vidal Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre-ES, 29500-000, Brazil
| | | | | | | | | | - Cláudia Jorge do Nascimento
- Departamento de Ciências Naturais, Instituto de Biociências, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), Rio de Janeiro-RJ, 22290-240, Brazil
| | - Jochen Junker
- Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro-RJ, 21040-361, Brazil
| | - Boniek Gontijo Vaz
- Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia-GO, 74001-970, Brazil
| | - Róbson Ricardo Teixeira
- Grupo de Pesquisa e Síntese de Compostos Bioativos (GSPCB), Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG, 36570-900, Brazil
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Vendruscolo I, Venturella SRT, Bressiani PA, Marco IG, Novello CR, Almeida IV, Vicentini VEP, Mello JCP, Düsman E. Cytotoxicity of extracts and compounds isolated from Croton echioides in animal tumor cell (HTC). BRAZ J BIOL 2022; 82:e264356. [PMID: 36169527 DOI: 10.1590/1519-6984.264356] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/26/2022] [Accepted: 09/13/2022] [Indexed: 11/22/2022] Open
Abstract
The search for compounds with anticancer effects is of paramount importance today due to the high incidence of the disease. The Euphorbiaceae family is known for having compounds with therapeutic properties, one of its genera being Croton. It has several species, which contain compounds already known for their biological activities, presenting anti-inflammatory, antimicrobial and anticancer properties. Thus, the cytotoxicity/antiproliferative activity of semi-purified fractions and compounds isolated from Croton echioides in liver tumor cells of Rattus norvegicus (HTC) was evaluated by the MTT test. The semi-purified fractions showed cytotoxicity at concentrations above 200 µg/mL, at 24, 48 and 72 hours, reaching cell viability of 24.78% [400 µg/mL] at 24 hours, 12.79% [500 µg/mL] at 48 hours and 10.57% [300 µg/mL] at 72 hours. For the isolated compounds, lupeol had a cytotoxic effect in all concentrations (1, 5, 10, 15, 20, 40, 60, 80 and 100 µg/mL) and tested times (24, 48 and 72 hours), reaching minimum viability of 4.37% [100 µg/mL], within 72 hours. The clerodan diterpenes CEH-1 and CEH-4 also showed antiproliferative activity, with minimum viability of 36.19% [100 µg/mL] over 72 hours and 21.33% [100 µg/mL] over 48 hours, respectively. However, the clerodan diterpenes CEH-2 and CEH-3 did not shows a cytotoxic effect for HTC cells. Thus, there is a cytotoxic/antiproliferative potential of C. echioides against tumor cells, with targeted to mitochondrial enzymes, associated with cell proliferation, indicating that this species deserves prominence in the search for new molecules for the treatment of cancer.
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Affiliation(s)
- I Vendruscolo
- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento de Engenharia Química, Francisco Beltrão, PR, Brasil
| | - S R T Venturella
- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento de Engenharia Química, Francisco Beltrão, PR, Brasil
| | - P A Bressiani
- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento de Engenharia Química, Francisco Beltrão, PR, Brasil
| | - I G Marco
- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento de Engenharia Química, Francisco Beltrão, PR, Brasil
| | - C R Novello
- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento de Química e Biologia, Francisco Beltrão, PR, Brasil
| | - I V Almeida
- Universidade Federal Rural da Amazônia, Coordenação de Ciências Biológicas, Capitão Poço, PA, Brasil
| | - V E P Vicentini
- Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Biotecnologia, Genética e Biologia Celular, Maringá, PR, Brasil
| | - J C P Mello
- Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Farmácia, Maringá, PR, Brasil
| | - E Düsman
- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento de Química e Biologia, Francisco Beltrão, PR, Brasil
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Brioschi MBC, Coser EM, Coelho AC, Gadelha FR, Miguel DC. Models for cytotoxicity screening of antileishmanial drugs: what has been done so far? Int J Antimicrob Agents 2022; 60:106612. [PMID: 35691601 DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2022.106612] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/15/2021] [Revised: 04/28/2022] [Accepted: 05/14/2022] [Indexed: 11/19/2022]
Abstract
A growing number of studies have demonstrated the in vitro potential of an impressive number of antileishmanial candidates in the past years. However, the lack of uniformity regarding the choice of cell types for cytotoxicity assays may lead to uncomparable and inconclusive data. In vitro assays relying solely on non-phagocytic cell models may not represent a realistic result as the effect of an antileishmanial agent should ideally be presented based on its cytotoxicity profile against reticuloendothelial system cells. In the present review, we have assembled studies published in the scientific literature from 2015 to 2021 that explored leishmanicidal candidates, emphasising the main host cell models used for cytotoxicity assays. The pros and cons of different host cell types as well as primary cells and cell lines are discussed in order to draw attention to the need to establish standardised protocols for preclinical testing when assessing new antileishmanial candidates.
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Affiliation(s)
- Mariana B C Brioschi
- Department of Animal Biology-Parasitology Section, Biology Institute, State University of Campinas-UNICAMP, Campinas, São Paulo, Brazil
| | - Elizabeth M Coser
- Department of Animal Biology-Parasitology Section, Biology Institute, State University of Campinas-UNICAMP, Campinas, São Paulo, Brazil
| | - Adriano C Coelho
- Department of Animal Biology-Parasitology Section, Biology Institute, State University of Campinas-UNICAMP, Campinas, São Paulo, Brazil
| | - Fernanda R Gadelha
- Department of Biochemistry and Tissue Biology, Biology Institute, State University of Campinas-UNICAMP, Campinas, São Paulo, Brazil
| | - Danilo C Miguel
- Department of Animal Biology-Parasitology Section, Biology Institute, State University of Campinas-UNICAMP, Campinas, São Paulo, Brazil.
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