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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] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [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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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] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [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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Jesus MM, Lage DP, Vale DL, Freitas CS, Pimenta BL, Moreira GJL, Ramos FF, Pereira IAG, Bandeira RS, Ludolf F, Tavares GSV, Galdino AS, Duarte MC, Menezes-Souza D, Chávez-Fumagalli MA, Teixeira AL, Gonçalves DU, Roatt BM, Christodoulides M, Martins VT, Coelho EAF. Immunization with recombinant LiHyp1 protein plus adjuvant is protective against tegumentary leishmaniasis. Parasitol Res 2023; 122:2917-2931. [PMID: 37768367 DOI: 10.1007/s00436-023-07981-6] [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] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/20/2023] [Accepted: 09/15/2023] [Indexed: 09/29/2023]
Abstract
Tegumentary leishmaniasis (TL) is the main clinical manifestation of leishmaniasis, and it can cause the infected hosts to self-healing cutaneous lesions until mutilating scars in mucosal membranes, particularly in the nose and throat. The treatment against disease presents problems, and the diagnosis is hampered by variable sensitivity and/or specificity of the tests. In this context, the development of prophylactic vaccines could be considered as a strategy to control the disease. Previously, we showed that the recombinant LiHyp1 protein plus adjuvant protected mice from infection with Leishmania infantum, which causes visceral leishmaniasis. In the present study, we tested whether rLiHyp1 could induce protection against infection with L. amazonensis, a parasite species able to cause TL. We immunized BALB/c mice with rLiHyp1 plus saponin (rLiHyp1/S) or incorporated in micelles (rLiHyp1/M) as adjuvants and performed parasitological and immunological evaluations before and after infection. Results showed that after in vitro stimulation from spleen cell cultures using rLiHyp1 or a Leishmania antigenic extract (SLA), rLiHyp1/S and rLiHyp1/M groups developed a Th1-type immune response, which was characterized by high levels of IFN-γ, IL-2, TNF-α and IL-12 cytokines, nitrite, and IgG2a isotype antibodies when compared to values found in the control (saline, saponin, micelles alone) groups, which showed higher levels of anti-SLA IL-4, IL-10, and IgG1 antibodies before and after challenge. In addition, mice receiving rLiHyp1/S or rLiHyp1/M presented significant reductions in the lesion average diameter and parasite load in the infected tissue and internal organs. Blood samples were collected from healthy subjects and TL patients to obtain PBMC cultures, which were in vitro stimulated with rLiHyp1 or SLA, and results showed higher lymphoproliferation and IFN-γ production after stimulus using rLiHyp1, as compared to values found using SLA. These results suggest that rLiHyp1 plus adjuvant was protective against experimental TL and could also be considered for future studies as a vaccine candidate against human disease.
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Affiliation(s)
- Marcelo M Jesus
- 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
| | - 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, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriel J L Moreira
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - Alexsandro S Galdino
- Laboratório de Biotecnologia de Microrganismos, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, MG, 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, Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, 6627, 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, Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, 6627, 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
| | - Antônio L Teixeira
- 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
- Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), 1941 East Road, Houston, TX, USA
| | - 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
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton, England
| | - 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
| | - 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, Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, 6627, Brazil.
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Machado AS, Lage DP, Vale DL, Freitas CS, Linhares FP, Cardoso JM, Pereira IA, Ramos FF, Tavares GS, Ludolf F, Oliveira-da-Silva JA, Bandeira RS, Simões AC, Duarte MC, Oliveira JS, Christodoulides M, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Martins VT, Coelho EA. A recombinant Leishmania amastigote-specific protein, rLiHyG, with adjuvants, protects against infection with Leishmania infantum. Acta Trop 2022; 230:106412. [PMID: 35305943 DOI: 10.1016/j.actatropica.2022.106412] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/10/2021] [Revised: 03/14/2022] [Accepted: 03/15/2022] [Indexed: 12/11/2022]
Abstract
Vaccination against visceral leishmaniasis (VL) should be considered as a control measure to protect against disease, and amastigote-specific proteins could help to develop such vaccines, since this parasite form is in contact with the host immune system during the active disease. In this study, a Leishmania amastigote-specific protein, LiHyG, was evaluated as recombinant protein (rLiHyG) as vaccine candidate against Leishmania infantum infection in BALB/c mice. The protein was associated with saponin (rLiHyG/Sap) or Poloxamer 407-based polymeric micelles (rLiHyG/Mic) as adjuvants, and animals receiving saline, saponin or micelle as controls. Immunological and parasitological analyses were performed before (n = 8 per group; as primary endpoint) and after (n = 8 per group; as secondary endpoint) infection. Results showed that, in both endpoints, rLiHyG/Sap and rLiHyG/Mic induced higher levels of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF in spleen cell cultures from vaccinated animals, besides elevated presence of IgG2a isotype antibodies. Decreased hepatotoxicity and 'positive lymphoproliferative response were also found after challenge. Such findings reflected in significantly lower levels of parasite load found in their spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes. In conclusion, rLiHyG associated with Th1-type adjuvant could be considered for future studies as vaccine candidate to protect against VL.
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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] [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: 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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Machado AS, Lage DP, Vale DL, Freitas CS, Linhares FP, Cardoso JMO, Oliveira-da-Silva JA, Pereira IAG, Ramos FF, Tavares GSV, Ludolf F, Bandeira RS, Maia LGN, Menezes-Souza D, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Christodoulides M, Martins VT, Coelho EAF. Leishmania LiHyC protein is immunogenic and induces protection against visceral leishmaniasis. Parasite Immunol 2022; 44:e12921. [PMID: 35437797 DOI: 10.1111/pim.12921] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [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: 02/17/2022] [Revised: 04/11/2022] [Accepted: 04/13/2022] [Indexed: 11/27/2022]
Abstract
AIMS Treatment against visceral leishmaniasis (VL) presents problems by toxicity of drugs, high cost and/or emergence of resistant strains. The diagnosis is hampered by variable sensitivity and/or specificity of tests. In this context, prophylactic vaccination could represent a control measure against disease. In this study, the protective efficacy from Leishmania LiHyC protein was evaluated in murine model against Leishmania infantum infection. METHODS AND RESULTS LiHyC was used as recombinant protein (rLiHyC) associated with saponin (rLiHyC/S) or Poloxamer 407-based polymeric micelles (rLiHyC/M) to immunize mice. Animals received also saline, saponin or empty micelles as controls. The immunogenicity was evaluated before and after challenge, and results showed that vaccination with rLiHyC/S or rLiHyC/M induced the production of high levels of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF in cell culture supernatants, as well as higher IFN-γ expression evaluated by RT-qPCR and involvement from CD4+ and CD8+ T cell subtypes producing IFN-γ, TNF-α and IL-2. A positive lymphoproliferative response was also found in cell cultures from vaccinated animals, besides high levels of rLiHyC- and parasite-specific nitrite and IgG2a antibodies. Immunological assays correlated with significant reductions in the parasite load in spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes from vaccinated mice, when compared to values found in the controls. The micellar composition showed slightly better immunological and parasitological data, as compared to rLiHyC/S. CONCLUSION Results suggest that rLiHyC associated with adjuvants could be considered for future studies as a vaccine candidate against VL.
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Affiliation(s)
- Amanda S Machado
- 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, 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, 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, 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, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Flávia P Linhares
- 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, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamille M O Cardoso
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 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, 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, 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, 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, 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, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz G N Maia
- 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, 30130-100, 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, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, 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, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 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
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton, England
| | - 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, 30130-100, 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, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, 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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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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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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Oliveira-da-Silva JA, Machado AS, Ramos FF, Tavares GSV, Lage DP, Mendonça DVC, Pereira IAG, Santos TTO, Martins VT, Carvalho LM, Freitas CS, Ludolf F, Reis TAR, Bandeira RS, Silva AM, Costa LE, Oliveira JS, Duarte MC, Roatt BM, Teixeira AL, Coelho EAF. A Leishmania amastigote-specific hypothetical protein evaluated as recombinant protein plus Th1 adjuvant or DNA plasmid-based vaccine to protect against visceral leishmaniasis. Cell Immunol 2020; 356:104194. [PMID: 32827943 DOI: 10.1016/j.cellimm.2020.104194] [Citation(s) in RCA: 4] [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] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/24/2020] [Revised: 07/13/2020] [Accepted: 08/07/2020] [Indexed: 11/24/2022]
Abstract
Most studies evaluating vaccine candidates against visceral leishmaniasis (VL) have used parasite promastigote-expressed antigens; however, Leishmania proteins expressed in the amastigote forms should be considered, since few hours after infection this stage comes into contact with the host immune system and is responsible for the development of the disease. In this context, in the present study, a Leishmania amastigote-specific hypothetical protein, called LiHyJ, was evaluated as a recombinant protein plus saponin as an adjuvant or DNA vaccine to protect against VL. The vaccine effect was evaluated by means of the evaluation of immunological and parasitological analyses performed in BALB/c mice against Leishmania infantum infection. Results showed that rLiHyJ/saponin and DNA LiHyJ induced significantly higher levels of anti-protein and anti-parasite IFN-γ, IL-12, GM-CSF, and IgG2a isotype antibodies, which were associated with a low presence of IL-4 and IL-10. DNA vaccination induced higher IFN-γ production, mainly by CD8+ T cells, while rLiHyJ/saponin stimulated the production of this cytokine, mainly by CD4+ T cells. The parasite load evaluated in distinct organs showed that both immunization schedules significantly reduced organic parasitism, when compared to the controls. Similar results were found in the immunological and parasitological assays when using the recombinant protein or DNA, although the vaccination with rLiHyJ plus saponin induced a slightly higher Th1 response and lower parasite load, when compared to the use of DNA plasmid. The protein also proved to be immunogenic when peripheral blood mononuclear cells of treated VL patients and healthy subjects were in vitro stimulated, since higher IFN-γ and lower IL-4 and IL-10 levels were found in the culture supernatants. In conclusion, LiHyJ should be considered in future studies as a vaccine candidate to protect against VL.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - Lívia M Carvalho
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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, 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
| | - 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
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Antônio L Teixeira
- 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; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA
| | - 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.
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Oliveira-da-Silva JA, Lage DP, Ramos FF, Machado AS, Tavares GS, Mendonça DV, Pereira IA, Martins VT, Carvalho LM, Ludolf F, Santos TT, Reis TA, Oliveira CS, Bandeira RS, Silva AM, Costa LE, Oliveira JS, Duarte MC, Menezes-Souza D, Roatt BM, Teixeira AL, Coelho EA. Leishmania infantum pyridoxal kinase evaluated in a recombinant protein and DNA vaccine to protects against visceral leishmaniasis. Mol Immunol 2020; 124:161-171. [DOI: 10.1016/j.molimm.2020.06.010] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/24/2020] [Revised: 06/04/2020] [Accepted: 06/11/2020] [Indexed: 01/10/2023]
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Machado AS, Ramos FF, Santos TTO, Costa LE, Ludolf F, Lage DP, Bandeira RS, Tavares GSV, Oliveira-da-Silva JA, Steiner BT, Chaves AT, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Duarte MC, Machado-de-Ávila RA, Lyon S, Gonçalves DU, Caligiorne RB, Coelho EAF. A new Leishmania hypothetical protein can be used for accurate serodiagnosis of canine and human visceral leishmaniasis and as a potential prognostic marker for human disease. Exp Parasitol 2020; 216:107941. [PMID: 32622940 DOI: 10.1016/j.exppara.2020.107941] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.3] [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: 08/14/2019] [Revised: 06/10/2020] [Accepted: 06/14/2020] [Indexed: 11/26/2022]
Abstract
Distinct antigens have been evaluated with diagnostic purpose for canine and human visceral leishmaniasis (VL), and variable sensitivity and specificity values have been obtained in the assays. In the present study, a Leishmania infantum hypothetical protein called LiHyG, which was identified in an immunoproteomics study in Leishmania infantum amastigote extracts by antibodies in VL dogs sera; was cloned, expressed, purified and evaluated as a recombinant protein (rLiHyG) for the diagnosis of canine and human disease. The recombinant amastigote-specific A2 protein (rA2) and a soluble L. infantum protein extract (SLA) were used as controls. For canine VL, the sensitivity values were of 100%, 57.29% and 48.57%, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while the specificity values were of 100%, 81.43% and 88.57%, respectively. In addition, AUC values were of 1.00, 0.72 and 0.65, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while accuracy was of 100%, 72.38% and 75.24%, respectively. For human VL, the sensitivity values were of 100%, 84.00% and 88.00%, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while the specificity values were of 100%, 58.75% and 73.75%, respectively. In addition, AUC values were of 1.00, 0.76 and 0.83, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while accuracy was of 100%, 64.8% and 66.6%, respectively. The prognostic role of rLiHyG in the human VL was also evaluated, by means of post-therapeutic serological follow-up with sera samples collected before and six months after treatment. Results showed that treated patients presented significant reductions in the anti-rLiHyG IgG, IgG1, and IgG2 antibody levels, with results being similar to those found in healthy subjects. Testing the rA2 protein and SLA as antigens, lower IgG, IgG1, and IgG2 levels were also found, although they were higher after treatment than those obtained for rLiHyG. In conclusion, results suggested that rLiHyG could be considered for future studies as a diagnostic and/or prognostic marker for canine and human VL.
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Affiliation(s)
- Amanda S Machado
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - Lourena E 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Ana T Chaves
- 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, 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
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Sandra Lyon
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, 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
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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, 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
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Tavares GSV, Mendonça DVC, Pereira IAG, Oliveira-da-Silva JA, Ramos FF, Lage DP, Machado AS, Carvalho LM, Reis TAR, Perin L, Carvalho AMRS, Ottoni FM, Ludolf F, Freitas CS, Bandeira RS, Silva AM, Chávez-Fumagalli MA, Duarte MC, Menezes-Souza D, Alves RJ, Roatt BM, Coelho EAF. A clioquinol-containing Pluronic ® F127 polymeric micelle system is effective in the treatment of visceral leishmaniasis in a murine model. ACTA ACUST UNITED AC 2020; 27:29. [PMID: 32351209 PMCID: PMC7191975 DOI: 10.1051/parasite/2020027] [Citation(s) in RCA: 20] [Impact Index Per Article: 5.0] [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: 02/27/2020] [Accepted: 04/14/2020] [Indexed: 12/21/2022]
Abstract
A clioquinol (ICHQ)-containing Pluronic® F127 polymeric micelle system (ICHQ/Mic) was recently shown to be effective against Leishmania amazonensis infection in a murine model. In the present study, ICHQ/Mic was tested against L. infantum infection. BALB/c mice (n = 12 per group) were infected with L. infantum stationary promastigotes through subcutaneous injection and, 45 days after challenge, received saline or were treated via the subcutaneous route with empty micelles, ICHQ or ICHQ/Mic. In addition, animals were treated with miltefosine by the oral route, as a drug control. Half of the animals were euthanized 1 and 15 days after treatment, aiming to evaluate two endpoints after therapy, when parasitological and immunological parameters were investigated. Results showed that the treatment using miltefosine, ICHQ or ICHQ/Mic induced significantly higher anti-parasite IFN-γ, IL-12, GM-CSF, nitrite and IgG2a isotype antibody levels, which were associated with low IL-4 and IL-10 production. In addition, a higher frequency of IFN-γ and TNF-α-producing CD4+ and CD8+ T-cells was found in these animals. The parasite load was evaluated in distinct organs, and results showed that the treatment using miltefosine, ICHQ or ICHQ/Mic induced significant reductions in organic parasitism in the treated and infected mice. A comparison between the treatments suggested that ICHQ/Mic was the most effective in inducing a highly polarized Th1-type response, as well as reducing the parasite load in significant levels in the treated and infected animals. Data obtained 15 days after treatment suggested maintenance of the immunological and parasitological responses. In conclusion, ICHQ/Mic could be considered in future studies for the treatment of visceral leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Grasiele S V Tavares
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A G Pereira
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Fernanda F Ramos
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Amanda S Machado
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia M Carvalho
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thiago A R Reis
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luísa Perin
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Flaviano M Ottoni
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Camila S Freitas
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S Bandeira
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Alessandra M Silva
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Mariana C Duarte
- 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
- 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
| | - Ricardo J Alves
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- 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
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Machado AS, Ramos FF, Oliveira-da-Silva JA, Santos TTO, Ludolf F, Tavares GSV, Costa LE, Lage DP, Steiner BT, Chaves AT, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Napoles KMN, Tupinambás U, Duarte MC, Machado-de-Ávila RA, Bueno LL, Fujiwara RT, Moreira RLF, Rocha MOC, Caligiorne RB, Coelho EAF. A Leishmania infantum hypothetical protein evaluated as a recombinant protein and specific B-cell epitope for the serodiagnosis and prognosis of visceral leishmaniasis. Acta Trop 2020; 203:105318. [PMID: 31870709 DOI: 10.1016/j.actatropica.2019.105318] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 2.0] [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: 07/02/2019] [Revised: 11/25/2019] [Accepted: 12/19/2019] [Indexed: 11/19/2022]
Abstract
The serodiagnosis of visceral leishmaniasis (VL) presents problems related to the sensitivity and/or specificity of the tests. In this context, more refined antigens should be identified and applied for the improvement of disease diagnosis. In the present study, DNA with an encoding of a Leishmania infantum hypothetical protein, LiHyC, was cloned, and the recombinant protein was expressed, purified, and evaluated for the serodiagnosis of canine and human VL. In addition, a specific B-cell epitope present in the LiHyC sequence was predicted; the peptide was both synthetized and evaluated in the ELISA experiments. For comparison, commercial diagnostic kits were used against positive (VL hosts) and negative (healthy hosts) samples. Results showed that the recombinant protein (rLiHyC) and synthetic peptide (PeptC) were highly sensitive and specific to diagnose canine and human VL, with 100% sensitivity and specificity, while no false-positive or false-negative result was detected. When the DPP® CVL kit was used to identify canine samples, 44 and 52 of the 60 L. infantum-infected animals, without or with clinical signals of disease, respectively, were identified, while eight and four samples were considered as false-negatives, respectively. For human VL, an IT LEISH® kit was used, and 33 of the 40 VL patients were identified, while seven samples were considered to be false-negatives. Post-therapeutic serological follow-up testing sera samples from treated and untreated VL patients showed a significant drop in the anti-PeptC and anti-rLiHyC antibody levels, thus suggesting the feasibility to use the recombinant protein and/or synthetic peptide in future studies as diagnostic and/or prognostic markers for VL.
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Affiliation(s)
- Amanda S Machado
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, 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
| | - 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 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - 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 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
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000 Santa Catarina, Brazil
| | - Ana T Chaves
- 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
| | - 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 30130-100, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Karina M N Napoles
- 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
| | - Unaí Tupinambás
- 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
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000 Santa Catarina, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Ricardo L F Moreira
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, Minas Gerais 30622-020, Brazil
| | - Manoel O C 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
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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 30130-100, Brazil.
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Oliveira-da-Silva JA, Machado AS, Ramos FF, Tavares GSV, Lage DP, Ludolf F, Steiner BT, Reis TAR, Santos TTO, Costa LE, Martins VT, Galvani NC, Chaves AT, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Duarte MC, Menezes-Souza D, Silveira JAG, Moreira RLF, Machado-de-Ávila RA, Tupinambás U, Gonçalves DU, Coelho EAF. Evaluation of Leishmania infantum pyridoxal kinase protein for the diagnosis of human and canine visceral leishmaniasis. Immunol Lett 2020; 220:11-20. [PMID: 31981576 DOI: 10.1016/j.imlet.2020.01.005] [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: 09/27/2019] [Revised: 01/06/2020] [Accepted: 01/21/2020] [Indexed: 12/27/2022]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is a highly neglected disease that is present in several countries worldwide. Present-day treatments against this disease are unsuitable, mainly due to the toxicity and/or high cost of drugs. In addition, the development of vaccines is still insufficient. In this scenario, a prompt VL diagnosis was deemed necessary, although sensitivity and/or specificity values of the tests have been. In this context, new antigenic candidates should be identified to be employed in a more precise diagnosis of canine and human VL. In this light, the present study evaluated the diagnostic efficacy of the Leishmania infantum pyridoxal kinase (PK) protein, applied in its recombinant version (rPK). In addition, one specific B-cell epitope derived of the PK sequence was predicted, synthetized, and evaluated as diagnostic marker. Results in ELISA tests showed that the antigens were highly sensitive to VL identification in dogs and human sera, presenting a low reactivity with VL-related disease samples. The recombinant A2 (rA2) protein and L. infantum antigenic preparation (SLA), used as controls, also proved to be highly sensitive in detecting symptomatic cases, although a low sensitivity was found when asymptomatic sera were analyzed. High cross-reactivity was also found when these antigens were evaluated against VL-related disease samples. The post-therapeutic serological follow-up showed that anti-rPK and anti-peptide IgG antibody levels decreased in significant levels after treatment. By contrast, the presence of high levels of the anti-rA2 and anti-SLA antibodies was still detected after therapy. In conclusion, rPK and its specific B-cell epitope should be considered for future studies as a diagnostic marker for canine and human VL.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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; Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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, 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
| | - 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
| | - 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
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - Lourena E 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
| | - 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
| | - Nathália C Galvani
- 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 T Chaves
- 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, 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
| | - 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
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo L F Moreira
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- 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
| | - 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
| | - 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.
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Rodrigues MR, Santos LMO, Miyazaki CK, Martins VT, Ludolf FR, Kursancew AC, Ramos FF, Dias DS, Oliveira JS, Vieira PMA, Roatt BM, Machado de Ávila RA, Gonçalves DU, Menezes-Souza D, Coelho EAF, Duarte MC. Immunodiagnosis of human and canine visceral leishmaniasis using recombinant Leishmania infantum Prohibitin protein and a synthetic peptide containing its conformational B-cell epitope. J Immunol Methods 2019; 474:112641. [PMID: 31400411 DOI: 10.1016/j.jim.2019.112641] [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: 04/02/2019] [Revised: 08/02/2019] [Accepted: 08/06/2019] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
In the present study, Leishmania infantum's Prohibitin was cloned and, alongside a synthetic peptide, evaluated for the serodiagnosis of visceral and tegumentary leishmaniasis (CVL and TL, respectively) in dogs and humans. For TL diagnosis, this study analyzed serum samples from cutaneous (n = 20) or mucosal (n = 39) leishmaniasis patients, and from Chagas disease (CD) patients (n = 8) and non-infected patients (n = 45). For CVL diagnosis, serum samples from asymptomatic (n = 14), symptomatic (n = 71), non-infected (n = 116), and Leish-Tec®-vaccinated (n = 79) dogs were examined, as well as T. cruzi (n = 11) and Ehrlichia canis (n = 10) infected animals. An indirect ELISA method using rProhibitin showed diagnostic sensitivity and specificity values of 91.76% and 89.91%, respectively. L. infantum SLA showed 86.11% and 48.24% of specificity and sensitivity, respectively, for CVL serodiagnosis, and 98.31% and 84.91% sensitivity and specificity, respectively for TL diagnosis. L. braziliensis SLA showed 75.47% and 83.05% of specificity and sensitivity, respectively, for TL diagnosis. The synthetic peptide showed a better result in TL than in CVL diagnosis. In conclusion, preliminary results suggest that the detection of antibodies against the rProhibitin protein and the synthetic peptide improves the serodiagnosis of TL and CVL.
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Affiliation(s)
- Marcella R Rodrigues
- 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
| | - Lucas M O Santos
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carolina K Miyazaki
- 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
| | - Vivian 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
| | - Fernanda R 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
| | - Amanda C Kursancew
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 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
| | - 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula M A Vieira
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado de Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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.
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Tavares GS, Mendonça DV, Miyazaki CK, Lage DP, Soyer TG, Carvalho LM, Ottoni FM, Dias DS, Ribeiro PA, Antinarelli LM, Ludolf F, Duarte MC, Coimbra ES, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Menezes-Souza D, Barichello JM, Alves RJ, Coelho EA. A Pluronic® F127-based polymeric micelle system containing an antileishmanial molecule is immunotherapeutic and effective in the treatment against Leishmania amazonensis infection. Parasitol Int 2019; 68:63-72. [DOI: 10.1016/j.parint.2018.10.005] [Citation(s) in RCA: 19] [Impact Index Per Article: 3.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/11/2018] [Revised: 10/12/2018] [Accepted: 10/15/2018] [Indexed: 12/11/2022]
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Ribeiro PA, Dias DS, Lage DP, Martins VT, Costa LE, Santos TT, Ramos FF, Tavares GS, Mendonça DV, Ludolf F, Gomes DA, Rodrigues MA, Chávez-Fumagalli MA, Silva ES, Galdino AS, Duarte MC, Roatt BM, Menezes-Souza D, Teixeira AL, Coelho EA. Immunogenicity and protective efficacy of a new Leishmania hypothetical protein applied as a DNA vaccine or in a recombinant form against Leishmania infantum infection. Mol Immunol 2019; 106:108-118. [DOI: 10.1016/j.molimm.2018.12.025] [Citation(s) in RCA: 12] [Impact Index Per Article: 2.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/13/2018] [Revised: 09/01/2018] [Accepted: 12/21/2018] [Indexed: 01/02/2023]
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Mendonça DV, Tavares GS, Lage DP, Soyer TG, Carvalho LM, Dias DS, Ribeiro PA, Ottoni FM, Antinarelli LM, Vale DL, Ludolf F, Duarte MC, Coimbra ES, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Menezes-Souza D, Barichello JM, Alves RJ, Coelho EA. In vivo antileishmanial efficacy of a naphthoquinone derivate incorporated into a Pluronic® F127-based polymeric micelle system against Leishmania amazonensis infection. Biomed Pharmacother 2019; 109:779-787. [DOI: 10.1016/j.biopha.2018.10.143] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 4.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/22/2018] [Revised: 10/16/2018] [Accepted: 10/24/2018] [Indexed: 11/29/2022] Open
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Ribeiro PA, Dias DS, Novais MV, Lage DP, Tavares GS, Mendonça DV, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Duarte MC, Menezes-Souza D, Ludolf F, Tavares CA, Oliveira MC, Coelho EA. A Leishmania hypothetical protein-containing liposome-based formulation is highly immunogenic and induces protection against visceral leishmaniasis. Cytokine 2018; 111:131-139. [DOI: 10.1016/j.cyto.2018.08.019] [Citation(s) in RCA: 15] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/06/2018] [Revised: 07/11/2018] [Accepted: 08/17/2018] [Indexed: 12/16/2022]
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Dias DS, Ribeiro PAF, Martins VT, Lage DP, Costa LE, Chávez-Fumagalli MA, Ramos FF, Santos TTO, Ludolf F, Oliveira JS, Mendes TAO, Silva ES, Galdino AS, Duarte MC, Roatt BM, Menezes-Souza D, Teixeira AL, Coelho EAF. Vaccination with a CD4 + and CD8 + T-cell epitopes-based recombinant chimeric protein derived from Leishmania infantum proteins confers protective immunity against visceral leishmaniasis. Transl Res 2018; 200:18-34. [PMID: 29908151 DOI: 10.1016/j.trsl.2018.05.001] [Citation(s) in RCA: 24] [Impact Index Per Article: 4.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/19/2018] [Revised: 05/09/2018] [Accepted: 05/14/2018] [Indexed: 01/01/2023]
Abstract
Vaccination seems to be the best approach to control visceral leishmaniasis (VL). Resistance against infection is based on the development of a Th1 immune response characterized by the production of interferons-γ (IFN-γ), interleukin-12 (IL-12), granulocyte-macrophage-colony-stimulating factor (GM-CSF), and tumor necrosis factor-α (TNF-α), among others. A number of antigens have been tested as potential targets against the disease; few of them are able to stimulate human immune cells. In the present study, 1 prediction of MHC class I and II molecules-specific epitopes in the amino acid sequences of 3 Leishmania proteins: 1 hypothetical, prohibitin, and small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing proteins, was performed using bioinformatics tools, and a T-cell epitopes-based recombinant chimeric protein was constructed, synthetized and purified to be evaluated in invitro and in vivo experiments. The purified protein was tested regarding its immunogenicity in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from healthy subjects and VL patients, as well as to its immunogenicity and protective efficacy in a murine model against Leishmania infantum infection. Results showed a Th1 response based on high IFN-γ and low IL-10 levels derived from in chimera-stimulated PBMCs in both healthy subjects and VL patients. In addition, chimera and/or saponin-immunized mice presented significantly lower parasite burden in distinct evaluated organs, when compared to the controls, besides higher levels of IFN-γ, IL-2, IL-12, and GM-CSF, and an IgG2a isotype-based humoral response. In addition, the CD4+ and CD8+ T-cell subtypes contributed to IFN-γ production in the protected animals. The results showed the immunogenicity in human cells and the protective efficacy against L. infantum in a murine model, and well indicate that this recombinant chimera can be considered as a promising strategy to be used against human disease.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tiago A O Mendes
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo S Silva
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, 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
| | - Bruno M Roatt
- 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
| | - Antonio L Teixeira
- 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; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA; 1941 East Road, Houston, TX, 77041
| | - 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.
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Dias DS, Ribeiro PA, Salles BC, Santos TT, Ramos FF, Lage DP, Costa LE, Portela AS, Carvalho GB, Chávez-Fumagalli MA, Caligiorne RB, Oliveira JS, Magalhães-Soares DF, Silva ES, Galdino AS, Menezes-Souza D, Duarte MC, Gonçalves DU, Coelho EA. Serological diagnosis and prognostic of tegumentary and visceral leishmaniasis using a conserved Leishmania hypothetical protein. Parasitol Int 2018; 67:344-350. [DOI: 10.1016/j.parint.2018.02.001] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/24/2017] [Revised: 12/27/2017] [Accepted: 02/02/2018] [Indexed: 01/06/2023]
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Ribeiro PAF, Dias DS, Lage DP, Costa LE, Martins VT, Tavares GSV, Mendonça DVC, Lima MP, Oliveira JS, Steiner BT, Machado-de-Ávila RA, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Duarte MC, Teixeira AL, Coelho EAF. Evaluation of a Leishmania hypothetical protein administered as DNA vaccine or recombinant protein against Leishmania infantum infection and its immunogenicity in humans. Cell Immunol 2018; 331:67-77. [PMID: 29871740 DOI: 10.1016/j.cellimm.2018.05.009] [Citation(s) in RCA: 6] [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] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/21/2018] [Revised: 05/25/2018] [Accepted: 05/29/2018] [Indexed: 01/04/2023]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is a fatal disease when acute and untreated. The treatment against this disease is long and presents toxicity and/or high costs. Moreover, parasite resistance has been increasing. Therefore, alternative control measures to avoid the spread of disease should be considered. It is accepted that the development of the T helper (Th)1 immune response, based on the production of pro-inflammatory cytokines, is required for the control of parasites. Although recombinant protein-based vaccines have been tested against VL, they require supplementation with immune adjuvants. In addition, there is a scarcity of studies that comparatively evaluate the efficacy of the immunogens when administered by different delivery systems in mammalian hosts. In the present study, a Leishmania hypothetical protein, LiHyR, was cloned and evaluated by immunization as a plasmid deoxyribonucleic acid (DNA) vaccine or in a recombinant format plus saponin against Leishmania infantum infection. Results showed that both vaccination regimens induced a Th1 cell-based immunity, since high levels of interferon-gamma (IFN-γ), interleukin (IL)-2, IL-12, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) were found, and were associated with the low production of IL-4, IL-10, and anti-parasite immunoglobulin (IgG)1 isotype. In addition, significant reductions in the parasite load were found in the evaluated organs of the DNA LiHyR or rLiHyR/saponin-vaccinated animals. No significant difference was achieved between groups vaccinated with DNA or the recombinant protein. The antigen proved to be also immunogenic in human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) collected from healthy subjects and from untreated and treated VL patients. A higher IgG2 isotype was also found in sera samples of these subjects, thus demonstrating its possible use as a human vaccine. This study demonstrates the protective efficacy of a new Leishmania protein against VL, when it is administered as a DNA vaccine or a recombinant protein plus saponin, and points out its use as a human vaccine against disease.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - Mariana P Lima
- 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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
| | - 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
| | - 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
| | - Antonio L Teixeira
- 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; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA
| | - 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.
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Mendonça DVC, Martins VT, Lage DP, Dias DS, Ribeiro PAF, Carvalho AMRS, Dias ALT, Miyazaki CK, Menezes-Souza D, Roatt BM, Tavares CAP, Barichello JM, Duarte MC, Coelho EAF. Comparing the therapeutic efficacy of different amphotericin B-carrying delivery systems against visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2018; 186:24-35. [PMID: 29448040 DOI: 10.1016/j.exppara.2018.02.003] [Citation(s) in RCA: 26] [Impact Index Per Article: 4.3] [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: 06/05/2017] [Revised: 12/20/2017] [Accepted: 02/11/2018] [Indexed: 12/23/2022]
Abstract
Amphotericin B (Amp) has been well-successfully used to treat against Leishmania infection, although high toxicity has been found in patients. In the present study, Amp was administered in Leishmania infantum-infected BALB/c mice by three distinct delivery systems aiming to compare their efficacy against challenge infection, as well as their side effects in a murine visceral leishmaniasis (VL) model. This product was administered in a Poloxamer P407 (Pluronic® F127)-based polymeric micelle system (Amp/M), in the Ambisome® formulation (Lip-Amp) or in a free format (free Amp). Glucantime® (Gluc) was used as a comparative drug. Aiming to evaluate different endpoints of the treatments, the efficacy of the compounds was investigated one and 15-days after the therapeutic regimens, determining the parasite load by a limiting dilution assay and a quantitative PCR (qPCR) technique, as well as evaluating the immune response generated in the infected and treated animals. In the results, Amp/M or Lip-Amp-treated mice presented the best outcomes, since significant parasite load reductions were found in the evaluated organs, as well as a parasite-specific Th1 immune response was observed in the animals. In addition, no hepatic or renal damage was found in these mice. On the other hand, free Amp or Gluc induced toxicity in the animals, which was associated with a low Th1 immune response. Comparatively, Amp/M was the most effective drug in our experimental model, and results showed that the Amp-carrying system could be considered as a future alternative in studies against VL.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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
| | - 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, 30130-100, 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, 30130-100, 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, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Anna Letícia T Dias
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Carolina K Miyazaki
- 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
| | - 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
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - José Mário Barichello
- Laboratório de Tecnologia Farmacêutica, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, 96900-010, Pelotas, Rio Grande do Sul, 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
| | - 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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Dias DS, Ribeiro PA, Martins VT, Lage DP, Ramos FF, Dias AL, Rodrigues MR, Portela ÁS, Costa LE, Caligiorne RB, Steiner BT, Chávez-Fumagalli MA, Salles BC, Santos TT, Silveira JA, Magalhães-Soares DF, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Duarte MC, Menezes-Souza D, Silva ES, Galdino AS, Coelho EA. Recombinant prohibitin protein of Leishmania infantum acts as a vaccine candidate and diagnostic marker against visceral leishmaniasis. Cell Immunol 2018; 323:59-69. [DOI: 10.1016/j.cellimm.2017.11.001] [Citation(s) in RCA: 24] [Impact Index Per Article: 4.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/26/2017] [Revised: 10/31/2017] [Accepted: 11/01/2017] [Indexed: 10/18/2022]
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Dias DS, Ribeiro PAF, Martins VT, Lage DP, Portela ÁSB, Costa LE, Salles BCS, Lima MP, Ramos FF, Santos TTO, Caligiorne RB, Chávez-Fumagalli MA, Silveira JAG, Magalhães-Soares DF, Gonçalves DU, Oliveira JS, Roatt BM, Duarte MC, Menezes-Souza D, Silva ES, Galdino AS, Machado-de-Ávila RA, Teixeira AL, Coelho EAF. Recombinant small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing protein of Leishmania infantum: Potential vaccine and diagnostic application against visceral leishmaniasis. Mol Immunol 2017; 91:272-281. [PMID: 28988041 DOI: 10.1016/j.molimm.2017.09.017] [Citation(s) in RCA: 11] [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: 08/21/2017] [Revised: 09/23/2017] [Accepted: 09/27/2017] [Indexed: 12/20/2022]
Abstract
Different Leishmania proteins have been evaluated in order to find a potential vaccine candidate or diagnostic marker capable of providing long lasting protection against infection or helping to identify infected mammalian hosts, respectively. However, just few molecules have fulfilled all the requirements to be evaluated. In the current study, we evaluated the prophylactic and diagnostic value against visceral leishmaniasis (VL) of a small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing (SGT) protein from Leishmania infantum species. In a first step, the immune response elicited by the immunization using the recombinant protein (rSGT) plus saponin was evaluated in BALB/c mice. Immunized animals had a low parasitism in all evaluated organs. They developed a specific Th1 immune response, which was based on protein-specific production of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF, and a humoral response dominated by antibodies of the IgG2a isotype. Both CD4+ and CD8+ T cells contributed to the IFN-γ production, showing that both T cell subtypes contribute to the resistance against infection. Regarding its value as a diagnostic marker, rSGT showed maximum sensitivity and specificity to serologically identify L. infantum-infected dog and human sera. No cross-reactivity with sera from humans or dogs that had other diseases was found. Although further studies are necessary to validate these findings, data showed here suggest immunogenicity of rSGT and its protective effect against murine VL, as well as its potential for the serodiagnosis of human and canine VL.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - Áquila S B Portela
- 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
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Beatriz C S Salles
- 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
| | - Mariana P Lima
- 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, 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
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, 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
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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
| | - Eduardo S Silva
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Antonio L Teixeira
- 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; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, 1941 East Road, Houston, TX, 77041, United States
| | - 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.
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Costa LE, Salles BC, Santos TT, Ramos FF, Lima MP, Lima MI, Portela ÁS, Chávez-Fumagalli MA, Duarte MC, Menezes-Souza D, Machado-de-Ávila RA, Silveira JA, Magalhães-Soares DF, Goulart LR, Coelho EA. Antigenicity of phage clones and their synthetic peptides for the serodiagnosis of canine and human visceral leishmaniasis. Microb Pathog 2017. [DOI: 10.1016/j.micpath.2017.06.020] [Citation(s) in RCA: 17] [Impact Index Per Article: 2.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/23/2022]
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Lavorato SN, Duarte MC, Lage DP, Tavares CAP, Coelho EAF, Alves RJ. 1,3-Bis(aryloxy)propan-2-ols as potential antileishmanial agents. Chem Biol Drug Des 2017; 90:981-986. [PMID: 28590516 PMCID: PMC5697679 DOI: 10.1111/cbdd.13024] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.3] [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: 04/13/2017] [Revised: 05/14/2017] [Accepted: 05/15/2017] [Indexed: 12/01/2022]
Abstract
We describe herein the synthesis and antileishmanial activity of 1,3‐bis(aryloxy)propan‐2‐ols. Five compounds (2, 3, 13, 17, and 18) exhibited an effective antileishmanial activity against stationary promastigote forms of Leishmania amazonensis (IC50 < 15.0 μm), and an influence of compound lipophilicity on activity was suggested. Most of the compounds were poorly selective, as they showed toxicity toward murine macrophages, except 17 and 18, which presented good selective indexes (SI ≥ 10.0). The five more active compounds (2, 3, 13, 17, and 18) were selected for the treatment of infected macrophages, and all of them were able to reduce the number of internalized parasites by more than 80%, as well as the number of infected macrophages by more than 70% in at least one of the tested concentrations. Altogether, these results demonstrate the potential of these compounds as new hits of antileishmanial agents and open future possibilities for them to be tested in in vivo studies.
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Affiliation(s)
- Stefânia N Lavorato
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Ricardo J Alves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
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Lavorato SN, Duarte MC, Lage DP, Tavares CAP, Coelho EAF, Alves RJ. Synthesis and antileishmanial activity of 1,3-bis(aryloxy)propan-2-amines. Med Chem Res 2017. [DOI: 10.1007/s00044-017-1805-1] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
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Salles BCS, Costa LE, Alves PT, Dias ACS, Vaz ER, Menezes-Souza D, Ramos FF, Duarte MC, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Tavares CAP, Gonçalves DU, Rocha RL, Goulart LR, Coelho EAF. Leishmania infantum mimotopes and a phage-ELISA assay as tools for a sensitive and specific serodiagnosis of human visceral leishmaniasis. Diagn Microbiol Infect Dis 2016; 87:219-225. [PMID: 27939286 DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2016.11.012] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 2.8] [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: 07/15/2016] [Revised: 10/17/2016] [Accepted: 11/21/2016] [Indexed: 12/19/2022]
Abstract
Serological methods used to diagnose visceral leishmaniasis (VL) are considered minimally invasive, but they present problems related with their sensitivity and/or specificity. In this study, a subtractive selection using the phage display technology against antibodies from healthy subjects living in endemic and non-endemic areas of disease, as well as from Chagas disease patients and those developing active VL, was developed. The aim of this study was to select bacteriophage-fused epitopes to be used in the serodiagnosis of human VL. Eight phage clones were selected after the bio-panning rounds, and their reactivity was evaluated in a phage-ELISA assay against a human serological panel. A wild-type clone and the recombinant K39-based immunochromatographic test were used as controls. In the results, it was shown that all clones showed an excellent performance to serologically identify VL patients, demonstrating the feasibility of the isolated phages for developing a specific and sensitive serodiagnosis of human VL.
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Affiliation(s)
- Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia T Alves
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana C S Dias
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Emília R Vaz
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Regina L Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz R Goulart
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil; Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, 95616, Davis, CA, USA.
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, 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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Duarte MC, Lage DP, Martins VT, Costa LE, Lage LMR, Carvalho AMRS, Ludolf F, Santos TTO, Roatt BM, Menezes-Souza D, Fernandes AP, Tavares CAP, Coelho EAF. A vaccine combining two Leishmania braziliensis proteins offers heterologous protection against Leishmania infantum infection. Mol Immunol 2016; 76:70-9. [PMID: 27387277 DOI: 10.1016/j.molimm.2016.06.014] [Citation(s) in RCA: 23] [Impact Index Per Article: 2.9] [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: 05/17/2016] [Revised: 06/20/2016] [Accepted: 06/21/2016] [Indexed: 11/17/2022]
Abstract
In the present study, two Leishmania braziliensis proteins, one hypothetical and the eukaryotic initiation factor 5a (EiF5a), were cloned and used as a polyproteins vaccine for the heterologous protection of BALB/c mice against infantum infection. Animals were immunized with the antigens separately or in association, and in both cases saponin was used as an adjuvant. In the results, spleen cells from mice inoculated with the individual or polyproteins vaccine and lately challenged produced significantly higher levels of protein- and parasite-specific IFN-γ, IL-12, and GM-CSF, when both a capture ELISA and flow cytometry assays were performed. Evaluating the parasite load by a limiting dilution as well as by RT-PCR, these animals presented significant reductions in the parasite number in all evaluated organs, when compared to the control (saline and saponin) groups. The best protection was reached when the polyproteins vaccine was employed. Protection was associated with the IFN-γ production against parasite extracts, which was mediated by both CD4(+) and CD8(+) T cells and correlated with the antileishmanial nitrite production. In this context, this vaccine combining two L. braziliensis proteins was able to induce a heterologous protection against VL, and could be considered in future studies to be tested against other Leishmania species or in other mammalian hosts.
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Affiliation(s)
- Mariana C Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, 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
| | - Vívian T Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Letícia M R Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Maria R S Carvalho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, 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
| | - Thaís T O Santos
- 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
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 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, Brazil.
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Duarte MC, Tavares GSV, Valadares DG, Lage DP, Ribeiro TG, Lage LMR, Rodrigues MR, Faraco AAG, Soto M, da Silva ES, Chávez Fumagalli MA, Tavares CAP, Leite JPV, Oliveira JS, Castilho RO, Coelho EAF. Antileishmanial activity and mechanism of action from a purified fraction of Zingiber officinalis Roscoe against Leishmania amazonensis. Exp Parasitol 2016; 166:21-8. [PMID: 27013260 DOI: 10.1016/j.exppara.2016.03.026] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 3.1] [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: 07/17/2015] [Revised: 03/18/2016] [Accepted: 03/20/2016] [Indexed: 02/06/2023]
Abstract
In recent years, considerable attention has been given to identify new antileishmanial products derived from medicinal plants, although, to date, no new effective compound has been recently applied to treat leishmaniasis. In the present study, the antileishmanial activity of a water extract from Zingiber officinalis Roscoe (ginger) was investigated and a purified fraction, named F10, was identified as responsible by this biological activity. The chemical characterization performed for this fraction showed that it is mainly composed by flavonoids and saponins. The water extract and the F10 fraction presented IC50 values of 125.5 and 49.8 μg/mL, respectively. Their selectivity indexes (SI) were calculated and values were seven and 40 times higher, respectively, in relation to the value found for amphotericin B, which was used as a control. Additional studies were performed to evaluate the toxicity of these compounds in human red blood cells, besides of the production of nitrite, as an indicator of nitric oxide (NO), in treated and infected macrophages. The results showed that both F10 fraction and water extract were not toxic to human cells, and they were able to stimulate the nitrite production, with values of 13.6 and 5.4 μM, respectively, suggesting that their biological activity could be due to macrophages activation via NO production. In conclusion, the present study shows that a purified fraction from ginger could be evaluated in future works as a therapeutic alternative, on its own or in association with other drugs, to treat disease caused by L. amazonensis.
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Affiliation(s)
- 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
| | - Grasiele S V Tavares
- Laboratório de Doenças infecto-parasitárias and Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Campus Centro Oeste Dona Lindu, Universidade Federal De São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Diogo G Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, 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
| | - Tatiana G Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Letícia M R Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcella R Rodrigues
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - André A G Faraco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Eduardo S da Silva
- Laboratório de Doenças infecto-parasitárias and Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Campus Centro Oeste Dona Lindu, Universidade Federal De São João Del-Rei, Divinópolis, 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
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - João Paulo V Leite
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Laboratório de Doenças infecto-parasitárias and Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Campus Centro Oeste Dona Lindu, Universidade Federal De São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel O Castilho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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.
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Costa LE, Salles BCS, Alves PT, Dias ACS, Vaz ER, Ramos FF, Menezes-Souza D, Duarte MC, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Tavares CAP, Gonçalves DU, Rocha MOC, Goulart LR, Coelho EAF. New serological tools for improved diagnosis of human tegumentary leishmaniasis. J Immunol Methods 2016; 434:39-45. [PMID: 27090730 DOI: 10.1016/j.jim.2016.04.005] [Citation(s) in RCA: 16] [Impact Index Per Article: 2.0] [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: 02/05/2016] [Revised: 03/07/2016] [Accepted: 04/07/2016] [Indexed: 11/27/2022]
Abstract
Human tegumentary leishmaniasis (HTL), characterized by skin ulcers that may spread and cause dreadful and massive tissue destruction of the nose and mouth, is considered a neglected tropical disease, and it is a serious threat to global health due to its continuous expansion, favored by the lifecycle of its causative organism that is maintained in domestic animal reservoirs and anthropophilic sand fly species. Serodiagnosis of HTL is a great challenge due to many biological factors, including hampered specificity and/or sensitivity. This investigation addresses the unmet need for new diagnostic markers of HTL, and describes a simple platform to improve the serodiagnosis. A constrained conformational phage display random peptide library combined with a magnetic microsphere-based subtraction strategy was used to identify ligands with potential diagnostic applications. Six clones were selected against IgG antibodies from HTL patients, characterized by sequencing and confirmed by a phage-ELISA using sera from patients developing visceral leishmaniasis (n=20), Chagas disease (n=10), mucosal (n=30) and cutaneous (n=20) leishmaniasis; as well as from healthy subjects living in endemic (n=20) and non-endemic (n=30) areas of leishmaniasis. A wild-type M13-phage clone and a soluble Leishmania antigenic extract were used as negative and positive controls, respectively. Three clones reached 100% sensitivity and specificity, without any cross-reactivity with sera from patients with leishmaniasis-related diseases. Briefly, we describe for the first time a set of serological markers based on three immunodominant mimotopes that showed 100% accuracy, and that could be used in a phage-ELISA assay for the HTL serodiagnosis.
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Affiliation(s)
- Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia T Alves
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana C S Dias
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Emília R Vaz
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manoel O C Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz Ricardo Goulart
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil; Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, 95616 Davis, CA, USA.
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Lage DP, Martins VT, Duarte MC, Costa LE, Garde E, Dimer LM, Kursancew ACS, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Menezes-Souza D, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. A new Leishmania-specific hypothetical protein and its non-described specific B cell conformational epitope applied in the serodiagnosis of canine visceral leishmaniasis. Parasitol Res 2016; 115:1649-58. [DOI: 10.1007/s00436-016-4904-x] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/08/2015] [Accepted: 01/08/2016] [Indexed: 01/10/2023]
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Martins VT, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Coelho CSP, de Magalhães-Soares DF, Fernandes AP, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. A Leishmania-specific hypothetical protein expressed in both promastigote and amastigote stages of Leishmania infantum employed for the serodiagnosis of, and as a vaccine candidate against, visceral leishmaniasis. Parasit Vectors 2015; 8:363. [PMID: 26160291 PMCID: PMC4501199 DOI: 10.1186/s13071-015-0964-5] [Citation(s) in RCA: 33] [Impact Index Per Article: 3.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/15/2015] [Accepted: 06/23/2015] [Indexed: 11/10/2022] Open
Abstract
BACKGROUND LiHyV is an antigenic hypothetical protein present in both promastigote and amastigote stages of Leishmania infantum, which was recently identified by an immunoproteomic approach. A recombinant version of this protein (rLiHyV) was evaluated as a diagnostic marker for canine VL (CVL). In addition, the prophylactic efficacy of the rLiHyV protein, and two of its CD8(+) T cell epitopes, has been analyzed in a murine model of visceral leishmaniasis (VL). METHODS Initially, the rLiHyV protein was evaluated by an ELISA technique for the serodiagnosis of CVL. Secondly, vaccines composed of the recombinant protein and both chemically synthesized peptides, combined with saponin as an adjuvant; were administered subcutaneously into BALB/c mice. The cellular and humoral responses generated by vaccination were evaluated. In addition, the parasite burden and immune response were studied 10 weeks after L. infantum infection. RESULTS The rLiHyV protein was recognized by antibodies of VL dogs. No cross-reactivity was obtained with sera from dogs vaccinated with a Brazilian commercial vaccine, with sera from animals infected with Trypanosoma cruzi, Babesia canis and Ehrlichia canis, or those from non-infected animals living in an endemic area for leishmaniasis. After challenge with L. infantum, spleen cells of BALB/c mice vaccinated with rLiHyV/saponin stimulated with parasite antigens showed a higher production of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF, than the same cells obtained from mice vaccinated with the individual peptides, or mice from control (inoculated with saline or saponin) groups. This Th1-type cellular response observed in rLiHyV/saponin vaccinated mice was accompanied by the induction of parasite-specific IgG2a isotype antibodies. Animals immunized with rLiHyV/saponin showed significant reductions in the parasite burden in the liver, spleen, bone marrow and in the lymph nodes draining the paws relative to control mice. CONCLUSIONS The present study showed for the first time that the L. infantum LiHyV protein could be considered as a vaccine candidate against L. infantum infection, as well as a diagnostic marker for CVL.
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Affiliation(s)
- Vivian T Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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.
| | - 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.
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil. .,Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | | | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain.
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 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. .,Laboratório de Biotecnologia Aplicada ao Estudo das Leishmanioses, Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Ribeiro TG, Nascimento AM, Henriques BO, Chávez-Fumagalli MA, Franca JR, Duarte MC, Lage PS, Andrade PHR, Lage DP, Rodrigues LB, Costa LE, Martins VT, Faraco AAG, Coelho EAF, Castilho RO. Antileishmanial activity of standardized fractions of Stryphnodendron obovatum (Barbatimão) extract and constituent compounds. J Ethnopharmacol 2015; 165:238-242. [PMID: 25732835 DOI: 10.1016/j.jep.2015.02.047] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/26/2014] [Revised: 12/18/2014] [Accepted: 02/21/2015] [Indexed: 06/04/2023]
Abstract
ETHNOPHARMACOLOGICAL RELEVANCE Stryphnodendron obovatum Benth. is a Brazilian tree used to treat skin ulceration, promote wound healing, and inhibit the growth of protozoa, including Trypanosoma and Leishmania species. Bioguided fractionation of the ethanol extract of S. obovatum stem bark was performed, and antileishmanial and antioxidant activities of the standardized fractions were analyzed. MATERIALS AND METHODS Stationary-phase Leishmania amazonensis promastigotes, murine macrophages, and human red blood cells (RBCs) were exposed to plant extract, standardized fractions or isolated compounds for 48 h at 37 °C to evaluate their antiparasitic activity and cytotoxicity. The 2,2-diphenyl-1-picryl-hidrazyl assay was used to evaluate antioxidant activity. RESULTS The S. obovatum extract and fractions showed antileishmanial and antioxidant activity; however, the organic fraction (OF) showed the best efficacy. We identified gallic acid, gallocatechin, epigallocatechin, catechin, and epigallocatechin gallate in the OF fraction. These compounds effectively inhibited L. amazonensis activity, with gallic acid, gallocatechin, and epigallocatechin gallate showing the highest selectivity. Furthermore, the evaluated compounds had no significant effect on murine macrophages and human RBCs. CONCLUSIONS The compounds present in the S. obovatum plant bark ethanol extract may provide an alternative therapeutic approach for L. amazonensis treatment.
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Affiliation(s)
- Tatiana G Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - André M Nascimento
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bárbara O Henriques
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - Juçara R Franca
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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
| | - Paula S 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
| | - Pedro H R Andrade
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia B Rodrigues
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Vivian T Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - André A G Faraco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - Rachel O Castilho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Ribeiro TG, Franca JR, Fuscaldi LL, Santos ML, Duarte MC, Lage PS, Martins VT, Costa LE, Fernandes SOA, Cardoso VN, Castilho RO, Soto M, Tavares CAP, Faraco AAG, Coelho EAF, Chávez-Fumagalli MA. An optimized nanoparticle delivery system based on chitosan and chondroitin sulfate molecules reduces the toxicity of amphotericin B and is effective in treating tegumentary leishmaniasis. Int J Nanomedicine 2014; 9:5341-53. [PMID: 25429219 PMCID: PMC4242406 DOI: 10.2147/ijn.s68966] [Citation(s) in RCA: 23] [Impact Index Per Article: 2.3] [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] [Indexed: 11/29/2022] Open
Abstract
Amphotericin B (AmpB) is active against leishmaniasis, but its use is hampered due to its high toxicity observed in patients. In this study, a nanoparticles-delivery system for AmpB (NQC-AmpB), containing chitosan and chondroitin sulfate molecules, was evaluated in BALB/c mice against Leishmania amazonensis. An in vivo biodistribution study, including biochemical and toxicological evaluations, was performed to evaluate the toxicity of AmpB. Nanoparticles were radiolabeled with technetium-99m and injected in mice. The products presented a similar biodistribution in the liver, spleen, and kidneys of the animals. Free AmpB induced alterations in the body weight of the mice, which, in the biochemical analysis, indicated hepatic and renal injury, as well as morphological damage to the kidneys of the animals. In general, no significant organic alteration was observed in the animals treated with NQC-AmpB. Mice were infected with L. amazonensis and treated with the nanoparticles or free AmpB; then, parasitological and immunological analyses were performed. The NQC-AmpB group, as compared to the control groups, presented significant reductions in the lesion size and in the parasite burden in all evaluated organs. These animals presented significantly higher levels of IFN-γ and IL-12, and low levels of IL-4 and IL-10, when compared to the control groups. The NQC-AmpB system was effective in reducing the infection in the animals, and proved to be effective in diminishing the toxicity evoked by AmpB, which was observed when it was administered alone. In conclusion, NQC-AmpB could be considered a viable possibility for future studies in the treatment of leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Tatiana G Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Juçara R Franca
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Leonardo L Fuscaldi
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mara L Santos
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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
| | - Paula S 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
| | - Vivian T Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Simone O A Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil ; Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Valbert N Cardoso
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil ; Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel O Castilho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil ; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM), Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - André A G Faraco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil ; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - 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
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Magalhães RDM, Duarte MC, Mattos EC, Martins VT, Lage PS, Chávez-Fumagalli MA, Lage DP, Menezes-Souza D, Régis WCB, Manso Alves MJ, Soto M, Tavares CAP, Nagen RAP, Coelho EAF. Identification of differentially expressed proteins from Leishmania amazonensis associated with the loss of virulence of the parasites. PLoS Negl Trop Dis 2014; 8:e2764. [PMID: 24699271 PMCID: PMC3974679 DOI: 10.1371/journal.pntd.0002764] [Citation(s) in RCA: 34] [Impact Index Per Article: 3.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/20/2013] [Accepted: 02/16/2014] [Indexed: 11/18/2022] Open
Abstract
Background The present study analyzed whether or not the in vitro cultivation for long periods of time of pre-isolated Leishmania amazonensis from lesions of chronically infected BALB/c mice was able to interfere in the parasites' infectivity using in vivo and in vitro experiments. In addition, the proteins that presented a significant decrease or increase in their protein expression content were identified applying a proteomic approach. Methodology/Principal Findings Parasites were cultured in vitro for 150 days. Aliquots were collected on the day 0 of culture (R0), as well as after ten (R10; 50 days of culture), twenty (R20; 100 days of culture), and thirty (R30; 150 days of culture) passages, and were used to analyze the parasites' in vitro and in vivo infectivity, as well as to perform the proteomic approach. Approximately 837, 967, 935, and 872 spots were found in 2-DE gels prepared from R0, R10, R20, and R30 samples, respectively. A total of 37 spots presented a significant decrease in their intensity of expression, whereas a significant increase in protein content during cultivation could be observed for 19 proteins (both cases >2.0 folds). Some of these identified proteins can be described, such as diagnosis and/or vaccine candidates, while others are involved in the infectivity of Leishmania. It is interesting to note that six proteins, considered hypothetical in Leishmania, showed a significant decrease in their expression and were also identified. Conclusions/Significance The present study contributes to the understanding that the cultivation of parasites over long periods of time may well be related to the possible loss of infectivity of L. amazonensis. The identified proteins that presented a significant decrease in their expression during cultivation, including the hypothetical, may also be related to this loss of parasites' infectivity, and applied in future studies, including vaccine candidates and/or immunotherapeutic targets against leishmaniasis. Leishmania amazonensis can induce a diversity of clinical manifestations in mammal hosts, including tegumentary and visceral leishmaniasis. The present study evaluated the variation of infectivity of L. amazonensis, which was pre-isolated from lesions of chronically infected mice and in vitro cultured for 150 days, in turn connecting these results with the profile of parasite protein expression using a proteomic approach. Parasites were recovered after the first passage, as well as after 50, 100, and 150 days of axenic cultures, and were subsequently evaluated. A total of 37 proteins presented a significant decrease, whereas 19 proteins presented a significant increase in their protein expression content in the assays (both cases >2.0 fold). Some of the identified proteins have been reported in prior literature, including diagnosis and/or vaccine candidates for leishmaniasis, while others proved to be involved in the infectivity of Leishmania. It is interesting to note that proteins related to the parasites' metabolism were also the majority of the proteins identified in the old cultures of L. amazonensis, suggesting a possible relation between the metabolic state of parasites and their possible loss of infectivity. In conclusion, the proteins identified in this study represent a contribution to the discovery of new vaccine candidates and/or immunotherapeutic targets against leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Rubens D. M. Magalhães
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C. Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eliciane C. Mattos
- Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Vivian T. Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula S. Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A. Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P. Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Wiliam C. B. Régis
- Departamento de Bioquímica, PUC Minas, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Maria J. Manso Alves
- Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM), Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Carlos A. P. Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ronaldo A. P. Nagen
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A. F. Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências 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
- * E-mail:
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Ribeiro TG, Chávez-Fumagalli MA, Valadares DG, França JR, Rodrigues LB, Duarte MC, Lage PS, Andrade PHR, Lage DP, Arruda LV, Abánades DR, Costa LE, Martins VT, Tavares CAP, Castilho RO, Coelho EAF, Faraco AAG. Novel targeting using nanoparticles: an approach to the development of an effective anti-leishmanial drug-delivery system. Int J Nanomedicine 2014; 9:877-90. [PMID: 24627630 PMCID: PMC3931713 DOI: 10.2147/ijn.s55678] [Citation(s) in RCA: 32] [Impact Index Per Article: 3.2] [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] [Indexed: 11/25/2022] Open
Abstract
The study reported here aimed to develop an optimized nanoparticle delivery system for amphotericin B (AmpB) using a polyelectrolyte complexation technique. For this, two oppositely charged polymers presenting anti-leishmanial activity – chitosan (Cs) and chondroitin sulfate (ChS) – were used: Cs as a positively charged polymer and ChS as a negatively charged polymer. The chitosan (NQ) nanoparticles, chitosan-chondroitin sulfate (NQC) nanoparticles, and chitosan-chondroitin sulfate-amphotericin B (NQC-AmpB) nanoparticles presented a mean particle size of 79, 104, and 136 nm, respectively; and a polydispersity index of 0.2. The measured zeta potential of the nanoparticles indicated a positive charge in their surface, while scanning and transmission electron microscopy revealed spherical nanoparticles with a smooth surface. Attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy analysis showed an electrostatic interaction between the polymers, whereas the release profile of AmpB from the NQC-AmpB nanoparticles showed a controlled release. In addition, the Cs; ChS; and NQ, NQC, and NQC-AmpB nanoparticles proved to be effective against promastigotes of Leishmania amazonensis and Leishmania chagasi, with a synergistic effect observed between Cs and ChS. Moreover, the applied NQ, NQC, and NQC-AmpB compounds demonstrated low toxicity in murine macrophages, as well as null hemolytic activity in type O+ human red blood cells. Pure AmpB demonstrated high toxicity in the macrophages. The results show that cells infected with L. amazonensis and later treated with Cs, ChS, NQ, NQC, NQC-AmpB nanoparticles, or pure AmpB presented with a significant reduction in parasite number in the order of 24%, 31%, 55%, 66%, 90%, and 89%, respectively. The data presented indicate that the engineered NQC-AmpB nanoparticles could potentially be used as an alternative therapy to treat leishmaniasis, mainly due its low toxicity to mammals’ cells.
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Affiliation(s)
- Tatiana G Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - Diogo G Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Juçara R França
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia B Rodrigues
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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
| | - Paula S 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
| | - Pedro H R Andrade
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Leonardo V Arruda
- Programa de Pós-Graduação em Patologia Humana, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brazil ; Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz (CPqGM), Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Salvador, Bahia, Brazil
| | - Daniel R Abánades
- Programa de Pós-Graduação em Patologia Humana, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brazil ; Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz (CPqGM), Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Salvador, Bahia, Brazil
| | - Lourena E Costa
- 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
| | - Vivian T Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel O Castilho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil ; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - André A G Faraco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil ; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Ramirez L, Corvo L, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Valadares DG, Santos DM, de Oliveira CI, Escutia MR, Alonso C, Bonay P, Tavares CAP, Coelho EAF, Soto M. Cross-protective effect of a combined L5 plus L3 Leishmania major ribosomal protein based vaccine combined with a Th1 adjuvant in murine cutaneous and visceral leishmaniasis. Parasit Vectors 2014; 7:3. [PMID: 24382098 PMCID: PMC3880976 DOI: 10.1186/1756-3305-7-3] [Citation(s) in RCA: 27] [Impact Index Per Article: 2.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/24/2013] [Accepted: 12/28/2013] [Indexed: 12/14/2022] Open
Abstract
Background Two Leishmania major ribosomal proteins L3 (LmL3) and L5 (LmL5) have been described as protective molecules against cutaneous leishmaniasis due to infection with L. major and Leishmania braziliensis in BALB/c mice when immunized with a Th1 adjuvant (non-methylated CpG-oligodeoxynucleotides; CpG-ODN). In the present study we analyzed the cross-protective efficacy of an LmL3-LmL5-CpG ODN combined vaccine against infection with Leishmania amazonensis and Leishmania chagasi (syn. Leishmania infantum) the etiologic agents of different clinical forms of human leishmaniasis in South America. Methods The combined vaccine was administered subcutaneously to BALB/c mice. After immunization the cellular and humoral responses elicited were analyzed. Mice were independently challenged with L. amazonensis and L. chagasi. The size of the cutaneous lesions caused by the infection with the first species, the parasite loads and the immune response in both infection models were analyzed nine weeks after challenge. Results Mice vaccinated with the combined vaccine showed a Th1-like response against LmL3 and LmL5. Vaccinated mice were able to delay lesion development due to L. amazonensis infection and to control parasite loads in the site of infection. A reduction of the parasite burden in the lymph nodes draining the site of infection and in the liver and spleen was observed in the vaccinated mice after a subcutaneous infection with L. chagasi. In both models of infection, protection was correlated to parasite antigen-specific production of IFN-γ and down-regulation of parasite-mediated IL-4 and IL-10 responses. Conclusions The data presented here demonstrate the potential use of L. major L3 and L5 recombinant ribosomal proteins for the development of vaccines against various Leishmania species.
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Affiliation(s)
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM), Departamento de Biología Molecular, Nicolás Cabrera 1, Universidad Autónoma de Madrid, 28049 Madrid, Spain.
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Braga SFP, Alves ÉVP, Ferreira RS, Fradico JRB, Lage PS, Duarte MC, Ribeiro TG, Júnior PAS, Romanha AJ, Tonini ML, Steindel M, Coelho EF, de Oliveira RB. Synthesis and evaluation of the antiparasitic activity of bis-(arylmethylidene) cycloalkanones. Eur J Med Chem 2013; 71:282-9. [PMID: 24321832 DOI: 10.1016/j.ejmech.2013.11.011] [Citation(s) in RCA: 33] [Impact Index Per Article: 3.0] [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: 07/09/2013] [Revised: 11/02/2013] [Accepted: 11/07/2013] [Indexed: 11/27/2022]
Abstract
A series of bis-(arylmethylidene)-cycloalkanones was synthesized by cross-aldol condensation. The activity of the compounds was evaluated against amastigotes forms of Trypanosoma cruzi and promastigotes forms of Leishmania amazonensis. The cytotoxicity of the active compounds on uninfected fibroblasts or macrophages was established in vitro to evaluate the selectivity of their antiparasitic effects. Six compounds displayed trypanocidal activity against amastigotes intracellular forms of T. cruzi with IC₅₀ values ranging from 7.0 to 249 μM. Besides these six compounds, eight other molecules exhibited significant leishmanicidal activity (IC₅₀ values ranging from 0.6 to 110.4 μM). Two compounds can be considered as promising antiparasitic lead molecules because they showed IC₅₀ values in the low-micromolar range (≤1.2 μM) with an adequate SI (≥19.9). To understand the mechanism of action of these compounds, two possible molecular targets were investigated: trypanothione reductase (TR) and cruzain.
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Affiliation(s)
- Saulo F P Braga
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte 31.270-901, MG, Brazil
| | - Érika V P Alves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte 31.270-901, MG, Brazil
| | - Rafaela S Ferreira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte 31.270-901, MG, Brazil
| | - Jordana R B Fradico
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte 31.270-901, MG, Brazil
| | - Paula S 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
| | - 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
| | - Tatiana G Ribeiro
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte 31.270-901, MG, Brazil
| | - Policarpo A S Júnior
- Centro de Pesquisas René Rachou, FIOCRUZ, Avenida Augusto de Lima, 1.715, Barro Preto, Belo Horizonte 30.190-002, MG, Brazil
| | - Alvaro J Romanha
- Centro de Pesquisas René Rachou, FIOCRUZ, Avenida Augusto de Lima, 1.715, Barro Preto, Belo Horizonte 30.190-002, MG, Brazil
| | - Maiko L Tonini
- Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catarina, Setor F, Bloco A, Florianópolis 88.040-970, SC, Brazil
| | - Mário Steindel
- Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catarina, Setor F, Bloco A, Florianópolis 88.040-970, SC, Brazil
| | - Eduardo 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
| | - Renata B de Oliveira
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte 31.270-901, MG, Brazil.
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Martins VT, Chávez-Fumagalli MA, Costa LE, Canavaci AMC, Lage PS, Lage DP, Duarte MC, Valadares DG, Magalhães RDM, Ribeiro TG, Nagem RAP, Darocha WD, Régis WCB, Soto M, Coelho EAF, Fernandes AP, Tavares CAP. Correction: Antigenicity and Protective Efficacy of a Leishmania Amastigote-specific Protein, Member of the Super-oxygenase Family, against Visceral Leishmaniasis. PLoS Negl Trop Dis 2013; 7. [PMID: 23638189 PMCID: PMC3635845 DOI: 10.1371/annotation/427655ac-c278-41f5-95ca-6279c562752f] [Citation(s) in RCA: 19] [Impact Index Per Article: 1.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/18/2022] Open
Abstract
[This corrects the article on p. e2148 in vol. 7.].
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Martins VT, Chávez-Fumagalli MA, Costa LE, Martins AMCC, Lage PS, Lage DP, Duarte MC, Valadares DG, Magalhães RDM, Ribeiro TG, Nagem RAP, DaRocha WD, Régis WCB, Soto M, Coelho EAF, Fernandes AP, Tavares CAP. Antigenicity and protective efficacy of a Leishmania amastigote-specific protein, member of the super-oxygenase family, against visceral leishmaniasis. PLoS Negl Trop Dis 2013; 7:e2148. [PMID: 23573301 PMCID: PMC3610918 DOI: 10.1371/journal.pntd.0002148] [Citation(s) in RCA: 56] [Impact Index Per Article: 5.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/09/2012] [Accepted: 02/20/2013] [Indexed: 01/20/2023] Open
Abstract
Background The present study aimed to evaluate a hypothetical Leishmania amastigote-specific protein (LiHyp1), previously identified by an immunoproteomic approach performed in Leishmania infantum, which showed homology to the super-oxygenase gene family, attempting to select a new candidate antigen for specific serodiagnosis, as well as to compose a vaccine against VL. Methodology/Principal Findings The LiHyp1 DNA sequence was cloned; the recombinant protein (rLiHyp1) was purified and evaluated for its antigenicity and immunogenicity. The rLiHyp1 protein was recognized by antibodies from sera of asymptomatic and symptomatic animals with canine visceral leishmaniasis (CVL), but presented no cross-reactivity with sera of dogs vaccinated with Leish-Tec, a Brazilian commercial vaccine; with Chagas' disease or healthy animals. In addition, the immunogenicity and protective efficacy of rLiHyp1 plus saponin was evaluated in BALB/c mice challenged subcutaneously with virulent L. infantum promastigotes. rLiHyp1 plus saponin vaccinated mice showed a high and specific production of IFN-γ, IL-12, and GM-CSF after in vitro stimulation with the recombinant protein. Immunized and infected mice, as compared to the control groups (saline and saponin), showed significant reductions in the number of parasites found in the liver, spleen, bone marrow, and in the paws' draining lymph nodes. Protection was associated with an IL-12-dependent production of IFN-γ, produced mainly by CD4 T cells. In these mice, a decrease in the parasite-mediated IL-4 and IL-10 response could also be observed. Conclusions/Significance The present study showed that this Leishmania oxygenase amastigote-specific protein can be used for a more sensitive and specific serodiagnosis of asymptomatic and symptomatic CVL and, when combined with a Th1-type adjuvant, can also be employ as a candidate antigen to develop vaccines against VL. Life-long immunity to leishmaniasis in recovered patients has inspired the development of vaccines against disease. The present study aimed to evaluate a non-described hypothetical Leishmania amastigote-specific protein, identified by an immunoproteomic approach in L. infantum, attempting to select a new candidate antigen for specific serodiagnosis and a vaccine against visceral leishmaniasis (VL). The recombinant protein (rLiHyp1) was recognized by antibodies from sera of asymptomatic and symptomatic canine visceral leishmaniasis (CVL), but presented no cross-reactivity with sera of vaccinated dogs, those with Chagas' disease or healthy animals. In addition, the rLiHyp1 plus saponin was able to induce a Th1 response, which was based on the production of high levels of IFN-γ, IL-12, and GM-CSF after in vitro stimulation in BALB/c mice. The protective efficacy of rLiHyp1 plus saponin was evaluated in mice challenged with L. infantum promastigotes. Challenged and vaccinated mice showed significant reductions in the number of parasites in all evaluated organs, and the protection was associated with a Th1-type response. Therefore, the present study reveals a new potential candidate for the improvement of serodiagnosis of CVL, as well as an effective vaccine candidate against VL.
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MESH Headings
- Animal Structures/parasitology
- Animals
- Antigens, Protozoan/genetics
- Antigens, Protozoan/immunology
- Antigens, Protozoan/isolation & purification
- CD4-Positive T-Lymphocytes/immunology
- Cloning, Molecular
- Cross Reactions
- Disease Models, Animal
- Dog Diseases/immunology
- Dog Diseases/parasitology
- Dogs
- Immunoassay/methods
- Interferon-gamma/metabolism
- Interleukin-12/metabolism
- Leishmania infantum/immunology
- Leishmaniasis/immunology
- Leishmaniasis/prevention & control
- Leishmaniasis/veterinary
- Leishmaniasis, Visceral/immunology
- Leishmaniasis, Visceral/prevention & control
- Mice
- Mice, Inbred BALB C
- Oxygenases/genetics
- Oxygenases/immunology
- Oxygenases/isolation & purification
- Parasite Load
- Recombinant Proteins/genetics
- Recombinant Proteins/immunology
- Recombinant Proteins/isolation & purification
- Vaccines, Synthetic/administration & dosage
- Vaccines, Synthetic/genetics
- Vaccines, Synthetic/immunology
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Affiliation(s)
- Vivian T. Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - Lourena E. Costa
- 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
| | - Adriana M. C. C. Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula S. 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
| | - Daniela P. Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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
| | - Diogo G. Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Rubens D. M. Magalhães
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tatiana G. Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ronaldo A. P. Nagem
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Wiliam C. B. Régis
- PUC Minas and Minasfungi do Brasil LTDA, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - 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
- * E-mail:
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A. P. Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Valadares DG, Duarte MC, Ramírez L, Chávez-Fumagalli MA, Martins VT, Costa LE, Lage PS, Ribeiro TG, Castilho RO, Fernandes AP, Régis WCB, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. Prophylactic or therapeutic administration of Agaricus blazei Murill is effective in treatment of murine visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2012; 132:228-36. [PMID: 22824583 DOI: 10.1016/j.exppara.2012.07.005] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/06/2012] [Revised: 06/11/2012] [Accepted: 07/12/2012] [Indexed: 10/28/2022]
Abstract
The present study aimed to investigate the in vitro antileishmanial activity of five fractions obtained from Agaricus blazei water extract (AbM), namely, Fab1, Fab2, Fab3, Fab4, and Fab5; and use the selected leishmanicidal fraction to treat BALB/c mice infected with Leishmania chagasi. A curve dose-titration was performed to obtain the concentration to be test in infected animals. In this context, Fab5 fraction and AbM were used in the doses of 20 and 100 mg/kg/day, respectively, with the product been administered once a day. The effect induced by a chemo-prophylactic regimen, based on the administration Fab5 fraction and AbM 5 days before infection, and maintained for an additional 20 days post-infection was compared to a therapeutic regimen, in which the compounds were administered from 0 to 20 days of infection. Control animals were either treated with amphotericin B deoxycholate (AmpB) or received distilled water. All groups were followed up for 10 weeks post-infection, when parasitological and immunological parameters were analyzed. The Fab5 presented the best results of in vitro leishmanicidal activity. In the in vivo experiments, the use of Fab5 or AbM, as compared to control groups, resulted in significant reduced parasite burdens in the liver, spleen, and draining lymph nodes of the infected animals, as compared to control groups. A Type 1 immune response was observed in the Fab5 or AbM treated animals. No significant toxicity was observed. The chemo-prophylactic regimen proved to be more effective to induce theses responses. In this context, the data presented in this study showed the potential of the purified Fab5 fraction of AbM as a therapeutic alternative to treat visceral leishmaniasis. In addition, it can be postulated that this fraction can be also employed in a chemo-prophylactic regimen associated or not with other therapeutic products.
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Affiliation(s)
- Diogo G Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Coelho VTS, Oliveira JS, Valadares DG, Chávez-Fumagalli MA, Duarte MC, Lage PS, Soto M, Santoro MM, Tavares CAP, Fernandes AP, Coelho EAF. Identification of proteins in promastigote and amastigote-like Leishmania using an immunoproteomic approach. PLoS Negl Trop Dis 2012; 6:e1430. [PMID: 22272364 PMCID: PMC3260309 DOI: 10.1371/journal.pntd.0001430] [Citation(s) in RCA: 83] [Impact Index Per Article: 6.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/23/2011] [Accepted: 10/27/2011] [Indexed: 11/18/2022] Open
Abstract
BACKGROUND The present study aims to identify antigens in protein extracts of promastigote and amastigote-like Leishmania (Leishmania) chagasi syn. L. (L.) infantum recognized by antibodies present in the sera of dogs with asymptomatic and symptomatic visceral leishmaniasis (VL). METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS Proteins recognized by sera samples were separated by two-dimensional electrophoresis (2DE) and identified by mass spectrometry. A total of 550 spots were observed in the 2DE gels, and approximately 104 proteins were identified. Several stage-specific proteins could be identified by either or both classes of sera, including, as expected, previously known proteins identified as diagnosis, virulence factors, drug targets, or vaccine candidates. Three, seven, and five hypothetical proteins could be identified in promastigote antigenic extracts; while two, eleven, and three hypothetical proteins could be identified in amastigote-like antigenic extracts by asymptomatic and symptomatic sera, as well as a combination of both, respectively. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE The present study represents a significant contribution not only in identifying stage-specific L. infantum molecules, but also in revealing the expression of a large number of hypothetical proteins. Moreover, when combined, the identified proteins constitute a significant source of information for the improvement of diagnostic tools and/or vaccine development to VL.
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Affiliation(s)
- Vinicio T. S. Coelho
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S. Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Diogo G. Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A. Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Medicina Molecular, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C. Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula S. Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC, UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Marcelo M. Santoro
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A. P. Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A. F. Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- * E-mail:
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Oliveira DM, Costa MAF, Chavez-Fumagalli MA, Valadares DG, Duarte MC, Costa LE, Martins VT, Gomes RF, Melo MN, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. Evaluation of parasitological and immunological parameters of Leishmania chagasi infection in BALB/c mice using different doses and routes of inoculation of parasites. Parasitol Res 2011; 110:1277-85. [PMID: 21915627 DOI: 10.1007/s00436-011-2628-5] [Citation(s) in RCA: 44] [Impact Index Per Article: 3.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/03/2010] [Accepted: 08/29/2011] [Indexed: 11/26/2022]
Abstract
Experimental vaccines to protect against visceral leishmaniasis (VL) have been developed by using BALB/c mice infected with a large (10⁷ to 10⁸) inoculum of parasites. Remarkably, prior literature has reported that the poor protection observed is mainly due to the high susceptibility of this strain. To determine factors inherent to mice that might abrogate vaccine-induced efficacy, the present research sought to investigate the impact of the administration of different infective inoculums of Leishmania chagasi (syn. L. infantum) in BALB/c mice, evaluating subcutaneous and intravenous routes of administration as well as parasitological and immunological parameters over different periods of time. This study shows that the injection of a highly infective inoculum in mice, through both subcutaneous and intravenous routes, results in a sustained infection. The mice developed a high parasite load in the liver; however, these values diminished over time. This result did not corroborate with the parasite load in the bone marrow and brain and proved to be expressively different in the spleen and draining lymph nodes, where the values increased over time. Mice infected with a low dose of parasites (10³) showed a certain resistance against infection, based mainly on the IFN-γ and oxide nitric production. Considering all the elements, it could be concluded that the models employing high doses (10⁷) of L. chagasi in BALB/c mice can bring about an imbalance in the animals' immune response, thus allowing for the development of the disease at the expense of efficacy within the vaccine candidates.
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Affiliation(s)
- Dulcilene M Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Valadares DG, Duarte MC, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, Martins VT, Costa LE, Leite JPV, Santoro MM, Régis WCB, Tavares CAP, Coelho EAF. Leishmanicidal activity of the Agaricus blazei Murill in different Leishmania species. Parasitol Int 2011; 60:357-63. [PMID: 21723957 DOI: 10.1016/j.parint.2011.06.001] [Citation(s) in RCA: 59] [Impact Index Per Article: 4.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/10/2011] [Revised: 05/31/2011] [Accepted: 06/02/2011] [Indexed: 11/18/2022]
Abstract
Leishmaniasis is a major public health problem, and the alarming spread of parasite resistance underlines the importance of discovering new therapeutic products. The present study aims to investigate the in vitro leishmanicidal activity of an Agaricus blazei Murill mushroom extract as compared to different Leishmania species and stages. The water extract proved to be effective against promastigote and amastigote-like stages of Leishmania amazonensis, L. chagasi, and L. major, with IC(50) (50% inhibitory concentration) values of 67.5, 65.8, and 56.8 μg/mL for promastigotes, and 115.4, 112.3, and 108.4 μg/mL for amastigotes-like respectively. The infectivity of the three Leishmania species before and after treatment with the water extract was analyzed, and it could be observed that 82%, 57%, and 73% of the macrophages were infected with L. amazonensis, L. major, and L. chagasi, respectively. However, when parasites were pre-incubated with the water extract, and later used to infect macrophages, they were able to infect only 12.7%, 24.5%, and 19.7% of the phagocytic cells for L. amazonensis, L. chagasi, and L. major, respectively. In other experiments, macrophages were infected with L. amazonensis, L. chagasi, or L. major, and later treated with the aforementioned extract, presented reductions of 84.4%, 79.6%, and 85.3% in the parasite burden after treatment. A confocal microscopy revealed the loss of the viability of the parasites within the infected macrophages after treatment with the water extract. The applied extract presented a low cytotoxicity in murine macrophages and a null hemolytic activity in type O(+) human red blood cells. No nitric oxide (NO) production, nor inducible nitric oxide syntase expression, could be observed in macrophages after stimulation with the water extract, suggesting that biological activity may be due to direct mechanisms other than macrophage activation by means of NO production. In conclusion, the results demonstrate that the A. blazei Murill water extract can potentially be used as a therapeutic alternative on its own, or in association with other drugs, to treat Visceral and Cutaneous Leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Diogo G Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Duarte MC, Babeto E, Leite KRM, Miyazaki K, Borim AA, Rahal P, Silva AE. Expression of TERT in precancerous gastric lesions compared to gastric cancer. Braz J Med Biol Res 2010; 44:100-4. [PMID: 21180888 DOI: 10.1590/s0100-879x2010007500143] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/21/2010] [Accepted: 11/18/2010] [Indexed: 12/14/2022] Open
Abstract
The objective of this study was to determine the levels of TERT mRNA and TERT protein expression in stomach precancerous lesions such as intestinal metaplasia (IM) and gastric ulcer (GU) and compare them to gastric cancer (GC). Real-time PCR was performed to detect TERT mRNA expression levels in 35 biopsies of IM, 30 of GU, and 22 of GC and their respective normal mucosas. TERT protein was detected by immunohistochemistry in 68 samples, 34 of IM, 23 of GU, and 11 of GC. Increased TERT mRNA expression levels were observed in a significant number of cases, i.e., 46% of IM, 50% of GU, and 79% of GC. The relative mean level of TERT mRNA after normalization with the β-actin reference gene and comparison with the respective adjacent normal mucosa was slightly increased in the IM and GU groups, 2.008 ± 2.605 and 2.730 ± 4.120, respectively, but high TERT mRNA expression was observed in the GC group (17.271 ± 33.852). However, there were no statistically significant differences between the three groups. TERT protein-positive immunostaining was observed in 38% of IM, 39% of GU, and 55% of GC. No association of TERT mRNA and protein expression with Helicobacter pylori infection or other clinicopathological variables was demonstrable, except for the incomplete type vs the complete type of IM. This study confirms previous data of the high expression of both TERT mRNA and protein in gastric cancer and also demonstrates this type of changed expression in IM and GU, thus suggesting that TERT expression may be deregulated in precursor lesions that participate in the early stages of gastric carcinogenesis.
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Affiliation(s)
- M C Duarte
- Departamento de Biologia, Universidade Estadual Paulista, São José do Rio Preto, SP, Brazil
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Chávez-Fumagalli MA, Costa MAF, Oliveira DM, Ramírez L, Costa LE, Duarte MC, Martins VT, Oliveira JS, Olortegi CC, Bonay P, Alonso C, Tavares CAP, Soto M, Coelho EAF. Vaccination with the Leishmania infantum ribosomal proteins induces protection in BALB/c mice against Leishmania chagasi and Leishmania amazonensis challenge. Microbes Infect 2010; 12:967-77. [PMID: 20601076 DOI: 10.1016/j.micinf.2010.06.008] [Citation(s) in RCA: 36] [Impact Index Per Article: 2.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/15/2010] [Revised: 04/14/2010] [Accepted: 06/18/2010] [Indexed: 01/31/2023]
Abstract
Leishmania chagasi and Leishmania amazonensis are the etiologic agents of different clinical forms of human leishmaniasis in South America. In an attempt to select candidate antigens for a vaccine protecting against different Leishmania species, the efficacy of vaccination using Leishmania ribosomal proteins and saponin as adjuvant was examined in BALB/c mice against challenge infection with both parasite species. Mice vaccinated with parasite ribosomal proteins purified from Leishmania infantum plus saponin showed a specific production of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF after in vitro stimulation with L. infantum ribosomal proteins. Vaccinated mice showed a reduction in the liver and spleen parasite burdens after L. chagasi infection. After L. amazonensis challenge, vaccinated mice showed a decrease of the dermal pathology and a reduction in the parasite loads in the footpad and spleen. In both models, protection was correlated to an IL-12-dependent production of IFN-γ by CD4(+) and CD8(+) T cells that activate macrophages for the synthesis of NO. In the protected mice a decrease in the parasite-mediated IL-4 and IL-10 responses was also observed. In mice challenged with L. amazonensis, lower levels of anti-parasite-specific antibodies were detected. Thus, Leishmania ribosomal proteins plus saponin fits the requirements to compose a pan-Leishmania vaccine.
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Affiliation(s)
- Miguel A Chávez-Fumagalli
- Departamento de Farmacologia, Universidade Federal de Minas Gerais, 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Brandão LR, Medeiros AO, Duarte MC, Barbosa AC, Rosa CA. Diversity and antifungal susceptibility of yeasts isolated by multiple-tube fermentation from three freshwater lakes in Brazil. J Water Health 2010; 8:279-289. [PMID: 20154391 DOI: 10.2166/wh.2009.170] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 0.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/20/2009] [Accepted: 09/02/2009] [Indexed: 05/28/2023]
Abstract
The diversity and antifungal resistance of yeasts able to grow at 37 degrees C and the occurrence of bacterial indicators of water quality were studied in three lakes in Southeastern Brazil. The densities of yeasts, Escherichia coli, Enterococcus spp. and Pseudomonas aeruginosa were determined by the multiple-tube fermentation technique, and counts of heterotrophic bacteria were determined using the pour plate method. The yeasts were identified using physiological and molecular techniques and their resistance to amphotericin B, itraconazole and fluconazole was tested. Yeast occurrence was significantly correlated only with the density of fecal coliforms. Candida krusei, C. guilliermondii and C. tropicalis, the most frequently isolated yeast species, are associated with fecal contamination of water by warm-blooded animals. Yeast isolates were most resistant to amphotericin B (21.7%), followed by itraconazole (20%) and then fluconazole (2.8%). In addition to tests for the fecal coliform group, the density of yeasts grown at 37 degrees C could be used as a complementary microbial indicator that aquatic environments contain organic matter of human origin. The incidence of yeast species resistant to three antifungal drugs shows that these microorganisms could pose a health risk to the people who use these lakes for recreation.
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Affiliation(s)
- Luciana R Brandão
- Departamento de Microbiologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, C. P. 486, Belo Horizonte MG, 31270-901, Brazil
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Devesa M, Loureiro CL, Rivas Y, Monsalve F, Cardona N, Duarte MC, Poblete F, Gutierrez MF, Botto C, Pujol FH. Subgenotype diversity of hepatitis B virus American genotype F in Amerindians from Venezuela and the general population of Colombia. J Med Virol 2008; 80:20-6. [PMID: 18041024 DOI: 10.1002/jmv.21024] [Citation(s) in RCA: 71] [Impact Index Per Article: 4.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
The objective of this study was the evaluation of the genetic diversity found in HBV circulating among Venezuelan Amerindians and the general population in Colombia. Phylogenetic analysis of the S region in 194 isolates showed that genotype F is highly predominant in Colombia and Venezuela. This might be related to the genetic background of the population. F3 is the main subgenotype which circulates in both countries. Phylogenetic analysis of 61 complete genome sequences of HBV American genotypes confirms the presence of two genotypes F and H, and 4 F subgenotypes. In Venezuela, subgenotypes F1, F2, and F3 circulate in East and West Amerindians, while only F3 was found among South Amerindians. Japreira community derived from Yucpa Amerindians around 150 years ago. However, several Japreira HBV sequences were forming a clade that can be classified as subgenotype 2b, differing from Yucpa sequences that belong mainly to subgenotype F3. The apparent absence of correlation between the phylogenetic groupings of HBV isolates with the ethnical origin in aboriginal populations might be suggesting a recent origin of HBV American subgenotypes, or a genetic drift effect.
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Affiliation(s)
- M Devesa
- Laboratorio de Virología Molecular, CMBC, IVIC, Caracas, Venezuela
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