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Freitas CS, Santiago SS, Lage DP, Antinarelli LMR, Oliveira FM, Vale DL, Martins VT, Magalhaes LND, Bandeira RS, Ramos FF, Pereira IAG, de Jesus MM, Ludolf F, Tavares GSV, Costa AV, Ferreira RS, Coimbra ES, Teixeira RR, Coelho EAF. In vitro evaluation of antileishmanial activity, mode of action and cellular response induced by vanillin synthetic derivatives against Leishmania species able to cause cutaneous and visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2023:108555. [PMID: 37247802 DOI: 10.1016/j.exppara.2023.108555] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/27/2022] [Revised: 05/15/2023] [Accepted: 05/26/2023] [Indexed: 05/31/2023]
Abstract
The treatment against leishmaniasis presents problems, mainly due to their toxicity of the drugs, high cost and/or by the emergence of parasite resistant strains. In this context, new therapeutics should be searched. In this study, two novel synthetic derivatives from vanillin: [4-(2-hydroxy-3-(4-octyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)propoxy)-3-methoxybenzaldehyde] or 3s and [4-(3-(4-decyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2-hydroxypropoxy)-3-methoxybenzaldehyde] or 3t, were evaluated regarding their antileishmanial activity against distinct parasite species able to cause cutaneous and visceral leishmaniasis. Results showed that compounds 3s and 3t were effective against Leishmania infantum, L. amazonensis and L. braziliensis promastigote and amastigote-like forms, showing selectivity index (SI) of 25.1, 18.2 and 22.9, respectively, when 3s was used against promastigotes, and of 45.2, 7.5 and 15.0, respectively, against amastigote-like stage. Using the compound 3t, SI values were 45.2, 53.0 and 80.0, respectively, against promastigotes, and of 35.9, 46.0 and 58.4, respectively, against amastigote-like forms. Amphotericin B (AmpB) showed SI values of 5.0, 7.5 and 15.0, respectively, against promastigotes, and of 3.8, 5.0 and 7.5, respectively, against amastigote-like stage. The treatment of infected macrophages and inhibition of the infection upon pre-incubation with the molecules showed that they were effective in reducing the infection degree and inhibiting the infection in pre-incubated parasites, respectively, as compared to data obtained using AmpB. The mechanism of action of 3s and 3t was evaluated in L. infantum, revealing that both 3s and 3t altered the parasite mitochondrial membrane potential leading to reactive oxygen species production, increase in lipid corps and changes in the cell cycle, causing the parasite' death. A preliminary assay using the cell culture supernatant from treated and infected macrophages showed that 3s and 3t induced higher IL-12 and lower IL-10 values; suggesting the development of an in vitro Th1-type response in the treated cells. In this context, data indicated that 3s and 3t could be considered therapeutic agents to be tested in future studies against leishmaniasis.
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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
| | - 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
| | - 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
| | - Luciana M R Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, 36036-900, Juiz de Fora, 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
| | - 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
| | - 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
| | - Lícia N D Magalhaes
- 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 Bandeira
- 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
| | - 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
| | - Marcelo M de 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
| | - 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
| | - 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
| | - Adilson V Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal Do Espírito Santo, Alto Universitário, S/n Guararema, 29500-000, Alegre, Espírito Santo, Brazil
| | - Rafaela S Ferreira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, 36036-900, Juiz de Fora, 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, Lage DP, Oliveira-da-Silva JA, Costa RR, Mendonça DVC, Martins VT, Reis TAR, Antinarelli LMR, Machado AS, Tavares GSV, Ramos FF, Brito RCF, Ludolf F, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Ramos GS, Munkert J, Ottoni FM, Campana PRV, Duarte MC, Gonçalves DU, Coimbra ES, Braga FC, Pádua RM, Coelho EAF. In vitro and in vivo antileishmanial activity of β-acetyl-digitoxin, a cardenolide of Digitalis lanata potentially useful to treat visceral leishmaniasis. ACTA ACUST UNITED AC 2021; 28:38. [PMID: 33851916 PMCID: PMC8045677 DOI: 10.1051/parasite/2021036] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/20/2020] [Accepted: 04/01/2021] [Indexed: 12/11/2022]
Abstract
Current treatments of visceral leishmaniasis face limitations due to drug side effects and/or high cost, along with the emergence of parasite resistance. Novel and low-cost antileishmanial agents are therefore required. We report herein the antileishmanial activity of β-acetyl-digitoxin (b-AD), a cardenolide isolated from Digitalis lanata leaves, assayed in vitro and in vivo against Leishmania infantum. Results showed direct action of b-AD against parasites, as well as efficacy for the treatment of Leishmania-infected macrophages. In vivo experiments using b-AD-containing Pluronic® F127 polymeric micelles (b-AD/Mic) to treat L. infantum-infected mice showed that this composition reduced the parasite load in distinct organs in more significant levels. It also induced the development of anti-parasite Th1-type immunity, attested by high levels of IFN-γ, IL-12, TNF-α, GM-CSF, nitrite and specific IgG2a antibodies, in addition to low IL-4 and IL-10 contents, along with higher IFN-γ-producing CD4+ and CD8+ T-cell frequency. Furthermore, low toxicity was found in the organs of the treated animals. Comparing the therapeutic effect between the treatments, b-AD/Mic was the most effective in protecting animals against infection, when compared to the other groups including miltefosine used as a drug control. Data found 15 days after treatment were similar to those obtained one day post-therapy. In conclusion, the results obtained suggest that b-AD/Mic is a promising antileishmanial agent and deserves further studies to investigate its potential to treat visceral leishmaniasis.
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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
| | - 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
| | - Rafaella R Costa
- 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
| | - 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, 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
| | - 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
| | - Luciana M R Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 36036-900 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
| | - 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
| | - Rory C F Brito
- 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, 35400-000 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
| | | | - 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, 35400-000 Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriela S Ramos
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Jennifer Munkert
- Departament Biologie, LS Pharmazeutische Biologie, Universität Erlangen-Nürnberg, 91054 Erlangen, Germany
| | - Flaviano M Ottoni
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Priscilla R V Campana
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- 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
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 36036-900 Minas Gerais, Brazil
| | - Fernão C Braga
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Rodrigo M Pádua
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
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Morais LS, Dusi RG, Demarque DP, Silva RL, Albernaz LC, Báo SN, Merten C, Antinarelli LMR, Coimbra ES, Espindola LS. Antileishmanial compounds from Connarus suberosus: Metabolomics, isolation and mechanism of action. PLoS One 2020; 15:e0241855. [PMID: 33156835 PMCID: PMC7647111 DOI: 10.1371/journal.pone.0241855] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/28/2020] [Accepted: 10/21/2020] [Indexed: 11/27/2022] Open
Abstract
Leishmaniasis is a disease impacting public health worldwide due to its high incidence, morbidity and mortality. Available treatments are costly, lengthy and toxic, not to mention the problem of parasite resistance. The development of alternative treatments is warranted and natural products demonstrate promising activity. This study investigated the activity of Connarus suberosus extracts and compounds against Leishmania species. Several C. suberosus extracts were tested against L. amazonensis promastigotes. Active and inactive extracts were analyzed by UHPLC-MS and data evaluated using a metabolomics platform, revealing an unknown neoflavonoid (connarin, 3), isolated together with the pterocarpans: hemileiocarpin (1) and leiocarpin (2). The aforementioned compounds (1-3), together with the benzoquinones: rapanone (4), embelin (5) and suberonone (6) previously isolated by our group from the same species, were tested against: (i) L. amazonensis and L. infantum promastigotes, and (ii) L. amazonensis intracellular amastigotes, with the most active compound (3) also tested against L. infantum amastigotes. Cytotoxicity against murine peritoneal macrophages was also investigated. Compounds 2 and 3 presented an IC50 33.8 μM and 11.4 μM for L. amazonensis promastigotes; and 44.3 μM and 13.3 μM for L. infantum promastigotes, respectively. For L. amazonensis amastigotes, the IC50 of 2 was 20.4 μM with a selectivity index (SI) of 5.7, while the IC50 of 3 was 2.9 μM with an SI of 6.3. For L. infantum amastigotes, the IC50 of 3 was 7.7 μM. Compounds 2 and 3 presented activity comparable with the miltefosine positive control, with compound 3 found to be 2-4 times more active than the positive control, depending on the Leishmania species and form. The extracts and isolated compounds showed moderate toxicity against macrophages. Compounds 2 and 3 altered the mitochondrial membrane potential (ΔΨm) and neutral lipid body accumulation, while 2 also impacted plasma membrane permeabilization, culminating in cellular disorder and parasite death. Transmission electron microscopy of L. amazonensis promastigotes treated with compound 3 confirmed the presence of lipid bodies. Leiocarpin (2) and connarin (3) demonstrated antileishmanial activity. This study provides knowledge of natural products with antileishmanial activity, paving the way for prototype development to fight this neglected tropical disease.
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Affiliation(s)
- Lais S. Morais
- Laboratório de Farmacognosia, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
| | - Renata G. Dusi
- Laboratório de Farmacognosia, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
| | - Daniel P. Demarque
- Laboratório de Farmacognosia, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
- Fakultät für Chemie und Biochemie, Organische Chemie II, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany
| | - Raquel L. Silva
- Laboratório de Farmacognosia, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
| | - Lorena C. Albernaz
- Laboratório de Farmacognosia, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
| | - Sônia N. Báo
- Laboratório de Microscopia e Microanálise, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
| | - Christian Merten
- Fakultät für Chemie und Biochemie, Organische Chemie II, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany
| | - Luciana M. R. Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S. Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Laila S. Espindola
- Laboratório de Farmacognosia, Universidade de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte, Brasília, DF, Brazil
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Pereira IAG, Mendonça DVC, Tavares GSV, Lage DP, Ramos FF, Oliveira-da-Silva JA, Antinarelli LMR, Machado AS, Carvalho LM, Carvalho AMRS, Salustiano IV, Reis TAR, Bandeira RS, Silva AM, Martins VT, Chávez-Fumagalli MA, Humbert MV, Roatt BM, Duarte MC, Menezes-Souza D, Coimbra ES, Leite JPV, Coelho EAF, Gonçalves DU. Parasitological and immunological evaluation of a novel chemotherapeutic agent against visceral leishmaniasis. Parasite Immunol 2020; 42:e12784. [PMID: 32772379 DOI: 10.1111/pim.12784] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/03/2020] [Revised: 05/29/2020] [Accepted: 08/03/2020] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
AIMS Treatment for visceral leishmaniasis (VL) is hampered by the toxicity and/or high cost of drugs, as well as by emergence of parasite resistance. Therefore, there is an urgent need for new antileishmanial agents. METHODS AND RESULTS In this study, the antileishmanial activity of a diprenylated flavonoid called 5,7,3,4'-tetrahydroxy-6,8-diprenylisoflavone (CMt) was tested against Leishmania infantum and L amazonensis species. Results showed that CMt presented selectivity index (SI) of 70.0 and 165.0 against L infantum and L amazonensis promastigotes, respectively, and of 181.9 and 397.8 against respective axenic amastigotes. Amphotericin B (AmpB) showed lower SI values of 9.1 and 11.1 against L infantum and L amazonensis promastigotes, respectively, and of 12.5 and 14.3 against amastigotes, respectively. CMt was effective in the treatment of infected macrophages and caused alterations in the parasite mitochondria. L infantum-infected mice treated with miltefosine, CMt alone or incorporated in polymeric micelles (CMt/Mic) presented significant reductions in the parasite load in distinct organs, when compared to the control groups. An antileishmanial Th1-type cellular and humoral immune response were developed one and 15 days after treatment, with CMt/Mic-treated mice presenting a better protective response. CONCLUSION Our data suggest that CMt/Mic could be evaluated as a chemotherapeutic agent against VL.
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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, Belo Horizonte, Minas Gerais, 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, 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, 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, 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, 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, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia M Carvalho
- Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, 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, Brazil
| | - Iorrana V Salustiano
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brasil
| | - 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, 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, Minas Gerais, Brazil
| | - Alessandra M 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, 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, Brazil
| | | | - Maria V Humbert
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton, England
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - João Paulo V Leite
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brasil
| | - 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, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U 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, Brazil
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Sousa JKT, Antinarelli LMR, Mendonça DVC, Lage DP, Tavares GSV, Dias DS, Ribeiro PAF, Ludolf F, Coelho VTS, Oliveira-da-Silva JA, Perin L, Oliveira BA, Alvarenga DF, Chávez-Fumagalli MA, Brandão GC, Nobre V, Pereira GR, Coimbra ES, Coelho EAF. A chloroquinoline derivate presents effective in vitro and in vivo antileishmanial activity against Leishmania species that cause tegumentary and visceral leishmaniasis. Parasitol Int 2019; 73:101966. [PMID: 31362122 DOI: 10.1016/j.parint.2019.101966] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/17/2018] [Revised: 06/27/2019] [Accepted: 07/26/2019] [Indexed: 02/06/2023]
Abstract
The identification of new therapeutics to treat leishmaniasis is desirable, since available drugs are toxic and present high cost and/or poor availability. Therefore, the discovery of safer, more effective and selective pharmaceutical options is of utmost importance. Efforts towards the development of new candidates based on molecule analogs with known biological functions have been an interesting and cost-effective strategy. In this context, quinoline derivatives have proven to be effective biological activities against distinct diseases. In the present study, a new chloroquinoline derivate, AM1009, was in vitro tested against two Leishmania species that cause leishmaniasis. The present study analyzed the necessary inhibitory concentration to preclude 50% of the Leishmania promastigotes and axenic amastigotes (EC50 value), as well as the inhibitory concentrations to preclude 50% of the murine macrophages and human red blood cells (CC50 and RBC50 values, respectively). In addition, the treatment of infected macrophages and the inhibition of infection using pre-treated parasites were also investigated, as was the mechanism of action of the molecule in L. amazonensis. To investigate the in vivo therapeutic effect, BALB/c mice were infected with L. amazonensis and later treated with AM1009. Parasitological and immunological parameters were also evaluated. Clioquinol, a known antileishmanial quinoline derivate, and amphotericin B (AmpB), were used as molecule and drug controls, respectively. Results in both in vitro and in vivo experiments showed a better and more selective action of AM1009 to kill the in vitro parasites, as well as in treating infected mice, when compared to results obtained using clioquinol or AmpB. AM1009-treated animals presented significantly lower average lesion diameter and parasite burden in the infected tissue and organs evaluated in this study, as well as a more polarized antileishmanial Th1 immune response and low renal and hepatic toxicity. This result suggests that AM1009 should be considered a possible therapeutic target to be evaluated in future studies for treatment against leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Jessica K T Sousa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, 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, 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, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vinicio T S Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luísa Perin
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bianka A Oliveira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 30535-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denis F Alvarenga
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 30535-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Geraldo C Brandão
- Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, 35400-000 Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Vandack Nobre
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme R Pereira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 30535-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, 36036-900 Juiz de Fora, 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, 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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Soyer TG, Mendonça DVC, Tavares GSV, Lage DP, Dias DS, Ribeiro PAF, Perin L, Ludolf F, Coelho VTS, Ferreira ACG, Neves PHAS, Matos GF, Chávez-Fumagalli MA, Coimbra ES, Pereira GR, Coelho EAF, Antinarelli LMR. Evaluation of the in vitro and in vivo antileishmanial activity of a chloroquinolin derivative against Leishmania species capable of causing tegumentary and visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2019; 199:30-37. [PMID: 30817917 DOI: 10.1016/j.exppara.2019.02.019] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/04/2018] [Revised: 02/09/2019] [Accepted: 02/23/2019] [Indexed: 12/23/2022]
Abstract
The treatment against leishmaniasis presents problems, since the currently used drugs are toxic and/or have high costs. In addition, parasite resistance has increased. As a consequence, in this study, a chloroquinolin derivative, namely 7-chloro-N,N-dimethylquinolin-4-amine or GF1059, was in vitro and in vivo tested against Leishmania parasites. Experiments were performed to evaluate in vitro antileishmanial activity and cytotoxicity, as well as the treatment of infected macrophages and the inhibition of infection using pre-treated parasites. This study also investigated the GF1059 mechanism of action in L. amazonensis. Results showed that the compound was highly effective against L. infantum and L. amazonensis, presenting a selectivity index of 154.6 and 86.4, respectively, against promastigotes and of 137.6 and 74.3, respectively, against amastigotes. GF1059 was also effective in the treatment of infected macrophages and inhibited the infection of these cells when parasites were pre-incubated with it. The molecule also induced changes in the parasites' mitochondrial membrane potential and cell integrity, and caused an increase in the reactive oxygen species production in L. amazonensis. Experiments performed in BALB/c mice, which had been previously infected with L. amazonensis promastigotes, and thus treated with GF1059, showed that these animals presented significant reductions in the parasite load when the infected tissue, spleen, liver, and draining lymph node were evaluated. GF1059-treated mice presented both lower parasitism and low levels of enzymatic markers, as compared to those receiving amphotericin B, which was used as control. In conclusion, data suggested that GF1059 can be considered a possible therapeutic target to be tested against leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Tauane G Soyer
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 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, 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, 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, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luisa Perin
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vinicio T S 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, Brazil
| | - Andreza C G Ferreira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Pedro H A S Neves
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme F Matos
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme R Pereira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Luciana M R Antinarelli
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Coimbra ES, Antinarelli LMR, de A Crispi M, Nogueira TCM, Pinheiro AC, de Souza MVN. Synthesis, Biological Activity, and Mechanism of Action of 2-Pyrazyl and Pyridylhydrazone Derivatives, New Classes of Antileishmanial Agents. ChemMedChem 2018; 13:1387-1394. [PMID: 29790287 DOI: 10.1002/cmdc.201800328] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/15/2018] [Indexed: 01/19/2023]
Abstract
In this work, we report the antileishmanial activity of 23 compounds based on 2-pyrazyl and 2-pyridylhydrazone derivatives. The compounds were tested against the promastigotes of Leishmania amazonensis and L. braziliensis, murine macrophages, and intracellular L. amazonensis amastigotes. The most potent antileishmanial compound was selected for investigation into its mechanism of action. Among the evaluated compounds, five derivatives [(E)-3-((2-(pyridin-2-yl)hydrazono)methyl)benzene-1,2-diol (2 b), (E)-4-((2-(pyridin-2-yl)hydrazono)methyl)benzene-1,3-diol (2 c), (E)-4-nitro-2-((2-(pyrazin-2-yl)hydrazono)methyl)phenol (2 s), (E)-2-(2-(pyridin-2-ylmethylene)hydrazinyl)pyrazine (2 u), and (E)-2-(2-((5-nitrofuran-2-yl)methylene)hydrazinyl)pyrazine (2 v)] exhibited significant activity against L. amazonensis amastigote forms, with IC50 values below 20 μm. The majority of the compounds did not show any toxic effect on murine macrophages. Preliminary studies on the mode of action of members of this hydrazine-derived series indicate that the accumulation of reactive oxygen species (ROS) and disruption of parasite mitochondrial function are important for the pharmacological effect on L. amazonensis promastigotes.
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Affiliation(s)
- Elaine S Coimbra
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, CEP 36036-900, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, CEP 36036-900, Brazil
| | - Mariana de A Crispi
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, CEP 36036-900, Brazil
| | - Thais C M Nogueira
- Instituto de Tecnologia em Fármacos-Far Manguinhos, Fundação Oswaldo Cruz, Rua Sizenando Nabuco 100, Manguinhos, Rio de Janeiro, RJ, 21041-250, Brazil
| | - Alessandra C Pinheiro
- Instituto de Tecnologia em Fármacos-Far Manguinhos, Fundação Oswaldo Cruz, Rua Sizenando Nabuco 100, Manguinhos, Rio de Janeiro, RJ, 21041-250, Brazil
| | - Marcus V N de Souza
- Instituto de Tecnologia em Fármacos-Far Manguinhos, Fundação Oswaldo Cruz, Rua Sizenando Nabuco 100, Manguinhos, Rio de Janeiro, RJ, 21041-250, Brazil
- Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, CP 68563, Rio de Janeiro, RJ, CEP 21945-970, Brazil
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Coimbra ES, Antinarelli LMR, Silva NP, Souza IO, Meinel RS, Rocha MN, Soares RPP, da Silva AD. Quinoline derivatives: Synthesis, leishmanicidal activity and involvement of mitochondrial oxidative stress as mechanism of action. Chem Biol Interact 2016; 260:50-57. [PMID: 27789199 DOI: 10.1016/j.cbi.2016.10.017] [Citation(s) in RCA: 36] [Impact Index Per Article: 4.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/01/2016] [Revised: 08/11/2016] [Accepted: 10/21/2016] [Indexed: 12/28/2022]
Abstract
Leishmaniasis comprise a spectrum of diseases caused by protozoa parasites from the genus Leishmania, affecting millions of people worldwide, mainly in subtropical countries. Most antileishmanial drugs are highly toxic, present resistance issues or require long-term treatment. Consequently, new drugs are urgently needed. Quinoline-containing compounds have displayed an impressive array of biological properties over the years, including antileishmanial activity. In the present study, we report the synthesis and evaluation of novel quinoline derivatives (QuinDer) against Leishmania species and cytotoxic effect on mammalian cells. The ROS production and mitochondrial membrane potential analyses were also studied. The compound QuinDer1 showed activity on L. amazonensis and L. braziliensis promastigotes and this compound exhibited a strong inhibition of the proliferation of L. amazonensis amastigotes at nM concentration (IC50 of 0.0911 μM), being 139 times more active than miltefosine (IC50 of 12.7 μM), used as reference drug. This compound presents low cytotoxicity toward murine macrophages and human erythrocytes. In addition, promastigotes of L. amazonensis treated with the compound QuinDer1 present high generation of ROS levels with low alterations in mitochondrial membrane potential and maintenance of parasite membrane integrity. No substantial NO production in infected-macrophages treated with this compound was detected. These results suggest that the compound QuinDer 1 is a potent and selective antileishmanial agent by mitochondrial oxidative stress.
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Affiliation(s)
- Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036-900, Brazil.
| | - Luciana M R Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036-900, Brazil
| | - Natália P Silva
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036-900, Brazil
| | - Isabela O Souza
- Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036-900, Brazil
| | - Raissa S Meinel
- Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036-900, Brazil
| | - Marcele N Rocha
- Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz/FIOCRUZ, 30190-002 Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Rodrigo P P Soares
- Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz/FIOCRUZ, 30190-002 Belo Horizonte, MG, Brazil
| | - Adilson D da Silva
- Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036-900, Brazil.
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Antinarelli LMR, Dias RMP, Souza IO, Lima WP, Gameiro J, da Silva AD, Coimbra ES. 4-Aminoquinoline Derivatives as Potential Antileishmanial Agents. Chem Biol Drug Des 2015; 86:704-14. [DOI: 10.1111/cbdd.12540] [Citation(s) in RCA: 31] [Impact Index Per Article: 3.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/03/2014] [Revised: 12/18/2014] [Accepted: 01/29/2015] [Indexed: 12/22/2022]
Affiliation(s)
- Luciana M. R. Antinarelli
- Departamento de Parasitologia Microbiologia e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Juiz de Fora; Cidade Universitária 36036-900 Juiz de Fora Brazil
| | - Rafael M. P. Dias
- Departamento de Química; Instituto de Ciências Exatas; Universidade Federal de Juiz de Fora; Cidade Universitária 36036-900 Juiz de Fora Brazil
| | - Isabela O. Souza
- Departamento de Química; Instituto de Ciências Exatas; Universidade Federal de Juiz de Fora; Cidade Universitária 36036-900 Juiz de Fora Brazil
| | - Wallace P. Lima
- Laboratório de Imunofarmacologia; Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho; Universidade Federal do Rio de Janeiro; 21941-902 Rio de Janeiro Brazil
| | - Jacy Gameiro
- Departamento de Parasitologia Microbiologia e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Juiz de Fora; Cidade Universitária 36036-900 Juiz de Fora Brazil
| | - Adilson D. da Silva
- Departamento de Química; Instituto de Ciências Exatas; Universidade Federal de Juiz de Fora; Cidade Universitária 36036-900 Juiz de Fora Brazil
| | - Elaine S. Coimbra
- Departamento de Parasitologia Microbiologia e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Juiz de Fora; Cidade Universitária 36036-900 Juiz de Fora Brazil
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Coimbra ES, Antinarelli LMR, da Silva AD, Bispo MLF, Kaiser CR, de Souza MVN. 7-Chloro-4-quinolinyl hydrazones: a promising and potent class of antileishmanial compounds. Chem Biol Drug Des 2013; 81:658-65. [PMID: 23350797 DOI: 10.1111/cbdd.12112] [Citation(s) in RCA: 31] [Impact Index Per Article: 2.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/08/2012] [Revised: 11/03/2012] [Accepted: 01/08/2013] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
In this work, we report the antileishmanial evaluation of twenty 7-chloro-4-quinolinyl hydrazone derivatives (1-20). Firstly, the compounds were tested against promastigotes of four different Leishmania species. After that, all derivatives were assayed against L. braziliensis amastigotes and murine macrophages. Furthermore, it was investigated whether the antiamastigote L. braziliensis effect of the compounds could be associated with nitric oxide production. Compounds 6 and 7 showed a strong leishmanicidal activity against intracellular parasite with IC50 in nanogram levels (30 and 20 ng/mL, respectively). Appreciable activity of three compounds tested can be considered an important finding for the rational design of new leads for antileishmanial compounds.
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Affiliation(s)
- Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Cidade Universitária, Juiz de Fora, MG, Brazil
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