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Sidrônio MGS, Castelo Branco APOT, Abbadi BL, Macchi F, Silveira MD, Lock GDA, Costa TD, de Araújo DM, Cibulski S, Bizarro CV, Machado P, Basso LA, Rodrigues-Junior VS. Effects of tafenoquine against active, dormant and resistant Mycobacterium tuberculosis. Tuberculosis (Edinb) 2021; 128:102089. [PMID: 34004588 DOI: 10.1016/j.tube.2021.102089] [Citation(s) in RCA: 4] [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: 03/22/2021] [Revised: 05/07/2021] [Accepted: 05/09/2021] [Indexed: 10/21/2022]
Abstract
Antimalarial drugs have been suggested as promising scaffolds with anti-tubercular activities. In this work, we demonstrated, for the first time, the effectiveness of tafenoquine against mycobacteria. Firstly, tafenoquine inhibited the growth of Mycobacterium smegmatis and Mycobacterium tuberculosis with lower MICs values as compared to other antimalarial drugs, such as mefloquine, chloroquine, and primaquine. Importantly, tafenoquine was active against three multi-drug resistant strains of M. tuberculosis with MIC values similar to pan-sensitive strains, suggesting that tafenoquine is capable of evading the major mechanisms of resistance found in drug-resistant clinical isolates of M. tuberculosis. Importantly, tafenoquine displayed a synergistic effect when combined with mefloquine. In addition, tafenoquine displayed an improved activity compared to the groups treated with both isoniazid and rifampicin in the six-week nutrient starved M. tuberculosis cultures. This finding suggests that further investigations of tafenoquine against dormant mycobacteria are worth pursuing. Moreover, different concentrations of tafenoquine ranging from 1.25 to 80 μM displayed different effects against M. tuberculosis, from moderate (reduction of a 1.8 log CFU/mL) to potent bactericidal (reduction of a 4.2 log CFU/mL) activities. Tafenoquine may represent a hit for further drug optimization and for future clinical development as a new anti-mycobacterial agent, especially in cases of resistant and/or dormant forms of tuberculosis.
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Affiliation(s)
- Maria Gabriella S Sidrônio
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil; Laboratório de Biotecnologia Celular e Molecular, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Ana Paula O T Castelo Branco
- Laboratório de Biotecnologia Celular e Molecular, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Bruno L Abbadi
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
| | - Fernanda Macchi
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Maiele D Silveira
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
| | - Graziela de A Lock
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil
| | - Teresa Dalla Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil
| | - Demétrius M de Araújo
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil; Laboratório de Biotecnologia Celular e Molecular, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio), Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Samuel Cibulski
- Laboratório de Biotecnologia Celular e Molecular, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio), Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil
| | - Cristiano V Bizarro
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Pablo Machado
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Luiz Augusto Basso
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Valnês S Rodrigues-Junior
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil; Laboratório de Biotecnologia Celular e Molecular, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil.
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Rodrigues-Junior VS, Villela AD, Abbadi BL, Sperotto NDM, Pissinate K, Picada JN, Bondan da Silva J, Bizarro CV, Machado P, Basso LA. Nonclinical evaluation of IQG-607, an anti-tuberculosis candidate with potential use in combination drug therapy. Regul Toxicol Pharmacol 2019; 111:104553. [PMID: 31843592 DOI: 10.1016/j.yrtph.2019.104553] [Citation(s) in RCA: 5] [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: 07/20/2019] [Revised: 10/31/2019] [Accepted: 12/10/2019] [Indexed: 12/19/2022]
Abstract
New effective compounds to treat tuberculosis are urgently needed. IQG-607 is an orally active anti-tuberculosis drug candidate, with promising preliminary safety profile and anti-mycobacterial activity in both in vitro and in vivo models of tuberculosis infection. Here, we evaluated the mutagenic and genotoxic effects of IQG-607, and its interactions with CYP450 isoforms. Moreover, we describe for the first time a combination study of IQG-607 in Mycobacterium tuberculosis-infected mice. Importantly, IQG-607 had additive effects when combined with the first-line anti-tuberculosis drugs rifampin and pyrazinamide in mice. IQG-607 presented weak to moderate inhibitory potential against CYP450 isoforms 3A4, 1A2, 2C9, 2C19, 2D6, and 2E1. The Salmonella mutagenicity test revealed that IQG-607 induced base pair substitution mutations in the strains TA100 and TA1535. However, in the presence of human metabolic S9 fraction, no mutagenic effect was detected in any strain. Additionally, IQG-607 did not increase micronucleus frequencies in mice, at any dose tested, 25, 100, or 250 mg/kg. The favorable activity in combination with first-line drugs and mild to moderate toxic events described in this study suggest that IQG-607 represents a candidate for clinical development.
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Affiliation(s)
- Valnês S Rodrigues-Junior
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Centro de Biotecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brazil.
| | - Anne D Villela
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
| | - Bruno L Abbadi
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
| | - Nathalia D M Sperotto
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Kenia Pissinate
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
| | - Jaqueline N Picada
- Laboratório de Genética Toxicológica, Universidade Luterana do Brasil, Canoas, Brazil
| | | | - Cristiano V Bizarro
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Pablo Machado
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Luiz A Basso
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Brazil; Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil.
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de Moura Sperotto ND, Deves Roth C, Rodrigues-Junior VS, Ev Neves C, Reisdorfer Paula F, da Silva Dadda A, Bergo P, Freitas de Freitas T, Souza Macchi F, Moura S, Duarte de Souza AP, Campos MM, Valim Bizarro C, Santos DS, Basso LA, Machado P. Design of Novel Inhibitors of Human Thymidine Phosphorylase: Synthesis, Enzyme Inhibition, in Vitro Toxicity, and Impact on Human Glioblastoma Cancer. J Med Chem 2019; 62:1231-1245. [DOI: 10.1021/acs.jmedchem.8b01305] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/28/2022]
Affiliation(s)
| | | | | | | | - Fávero Reisdorfer Paula
- Laboratório de Desenvolvimento e Controle de Qualidade em Medicamentos, Universidade Federal do Pampa, 97508-000 Uruguaiana, RS, Brazil
| | | | | | | | | | - Sidnei Moura
- Laboratório de Produtos Naturais e Sintéticos, Instituto de Biotecnologia, Universidade de Caxias do Sul, 95070-560 Caxias do Sul, RS, Brazil
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Muradás TC, Abbadi BL, Villela AD, Macchi FS, Bergo PF, de Freitas TF, Sperotto NDM, Timmers LFSM, Norberto de Souza O, Picada JN, Fachini J, da Silva JB, de Albuquerque NCP, Habenschus MD, Carrão DB, Rocha BA, Barbosa Junior F, de Oliveira ARM, Mascarello A, Neuenfeldf P, Nunes RJ, Morbidoni HR, Campos MM, Basso LA, Rodrigues-Junior VS. Pre-clinical evaluation of quinoxaline-derived chalcones in tuberculosis. PLoS One 2018; 13:e0202568. [PMID: 30114296 PMCID: PMC6095594 DOI: 10.1371/journal.pone.0202568] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 1.8] [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: 05/10/2018] [Accepted: 08/06/2018] [Indexed: 12/12/2022] Open
Abstract
New effective compounds for tuberculosis treatment are needed. This study evaluated the effects of a series of quinoxaline-derived chalcones against laboratorial strains and clinical isolates of M. tuberculosis. Six molecules, namely N5, N9, N10, N15, N16, and N23 inhibited the growth of the M. tuberculosis H37Rv laboratorial strain. The three compounds (N9, N15 and N23) with the lowest MIC values were further tested against clinical isolates and laboratory strains with mutations in katG or inhA genes. From these data, N9 was selected as the lead compound for further investigation. Importantly, this chalcone displayed a synergistic effect when combined with moxifloxacin. Noteworthy, the anti-tubercular effects of N9 did not rely on inhibition of mycolic acids synthesis, circumventing important mechanisms of resistance. Interactions with cytochrome P450 isoforms and toxic effects were assessed in silico and in vitro. The chalcone N9 was not predicted to elicit any mutagenic, genotoxic, irritant, or reproductive effects, according to in silico analysis. Additionally, N9 did not cause mutagenicity or genotoxicity, as revealed by Salmonella/microsome and alkaline comet assays, respectively. Moreover, N9 did not inhibit the cytochrome P450 isoforms CYP3A4/5, CYP2C9, and CYP2C19. N9 can be considered a potential lead molecule for development of a new anti-tubercular therapeutic agent.
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Affiliation(s)
- Thaís C. Muradás
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Bruno L. Abbadi
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Anne D. Villela
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Fernanda S. Macchi
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Pedro F. Bergo
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Talita F. de Freitas
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Nathalia D. M. Sperotto
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Luis F. S. M. Timmers
- Laboratório de Bioinformática, Modelagem e Simulação de Biossistemas, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Osmar Norberto de Souza
- Laboratório de Bioinformática, Modelagem e Simulação de Biossistemas, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Jaqueline N. Picada
- Laboratory of Toxicological Genetics, Lutheran University of Brazil (ULBRA), Canoas, Brazil
| | - Jean Fachini
- Laboratory of Toxicological Genetics, Lutheran University of Brazil (ULBRA), Canoas, Brazil
| | | | - Nayara C. P. de Albuquerque
- Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Maísa D. Habenschus
- Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Daniel B. Carrão
- Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Bruno A. Rocha
- Laboratório de Toxicologia e Essencialidade de Metais, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Fernando Barbosa Junior
- Laboratório de Toxicologia e Essencialidade de Metais, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Anderson R. M. de Oliveira
- Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
| | - Alessandra Mascarello
- Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brazil
| | - Patrícia Neuenfeldf
- Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brazil
| | - Ricardo J. Nunes
- Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brazil
| | - Héctor R. Morbidoni
- Laboratorio de Microbiología Molecular, Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Rosario (UNR), Rosario, Argentina
| | - Maria M. Campos
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
- Centro de Pesquisa de Toxicologia e Farmacologia, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Luiz A. Basso
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Valnês S. Rodrigues-Junior
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
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Amorim CF, Galina L, Carvalho NB, Sperotto NDM, Pissinate K, Machado P, Campos MM, Basso LA, Rodrigues-Junior VS, Carvalho EM, Santos DS. Inhibitory activity of pentacyano(isoniazid)ferrate(II), IQG-607, against promastigotes and amastigotes forms of Leishmania braziliensis. PLoS One 2017; 12:e0190294. [PMID: 29281707 PMCID: PMC5745003 DOI: 10.1371/journal.pone.0190294] [Citation(s) in RCA: 6] [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] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/18/2017] [Accepted: 12/12/2017] [Indexed: 12/21/2022] Open
Abstract
M. tuberculosis and parasites of the genus Leishmania present the type II fatty acid biosynthesis system (FASII). The pentacyano(isoniazid)ferrate(II) compound, named IQG-607, inhibits the enzyme 2-trans-enoyl-ACP(CoA) reductase from M. tuberculosis, a key component in the FASII system. Here, we aimed to evaluate the inhibitory activity of IQG-607 against promastigote and amastigote forms of Leishmania (Viannia) braziliensis isolated from patients with different clinical forms of L. braziliensis infection, including cutaneous, mucosal and disseminated leishmaniasis. Importantly, IQG-607 inhibited the proliferation of three different isolates of L. braziliensis promastigotes associated with cutaneous, mucosal and disseminated leishmaniasis. The IC50 values for IQG-607 ranged from 32 to 75 μM, for these forms. Additionally, IQG-607 treatment decreased the proliferation of intracellular amastigotes in infected macrophages, after an analysis of the percentage of infected cells and the number of intracellular parasites/100 cells. IQG-607 reduced from 58% to 98% the proliferation of L. braziliensis from cutaneous, mucosal and disseminated strains. Moreover, IQG-607 was also evaluated regarding its potential toxic profile, by using different cell lines. Cell viability of the lineages Vero, HaCat and HepG2 was significantly reduced after incubation with concentrations of IQG-607 higher than 2 mM. Importantly, IQG-607, in a concentration of 1 mM, did not induce DNA damage in HepG2 cells, when compared to the untreated control group. Future studies will confirm the mechanism of action of IQG-607 against L. braziliensis.
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Affiliation(s)
- Camila F. Amorim
- Serviço de Imunologia, Complexo Hospitalar Universitário Professor Edgard Santos, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brazil
| | - Luiza Galina
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Natália B. Carvalho
- Serviço de Imunologia, Complexo Hospitalar Universitário Professor Edgard Santos, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brazil
| | - Nathalia D. M. Sperotto
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Kenia Pissinate
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
| | - Pablo Machado
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Maria M. Campos
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
- Instituto de Toxicologia e Farmacologia, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Luiz A. Basso
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Valnês S. Rodrigues-Junior
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
- * E-mail: (EMC); (VSRJ)
| | - Edgar M. Carvalho
- Serviço de Imunologia, Complexo Hospitalar Universitário Professor Edgard Santos, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brazil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Doenças Tropicais, Salvador, Bahia, Brazil
- Instituto de Pesquisa Gonçalo Muniz – Fundação Oswaldo Cruz, Salvador, Bahia, Brazil
- * E-mail: (EMC); (VSRJ)
| | - Diógenes Santiago Santos
- Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Porto Alegre, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
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Villela AD, Rodrigues-Junior VS, Pinto AFM, Falcão VCDA, Sánchez-Quitian ZA, Eichler P, Bizarro CV, Basso LA, Santos DS. Construction of Mycobacterium tuberculosis cdd knockout and evaluation of invasion and growth in macrophages. Mem Inst Oswaldo Cruz 2017; 112:785-789. [PMID: 29091140 PMCID: PMC5661903 DOI: 10.1590/0074-02760170105] [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] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/15/2017] [Accepted: 05/30/2017] [Indexed: 12/26/2022] Open
Abstract
Cytidine deaminase (MtCDA), encoded by cdd gene (Rv3315c), is the only enzyme identified in nucleotide biosynthesis pathway of Mycobacterium tuberculosis that is able to recycle cytidine and deoxycytidine. An M. tuberculosis knockout strain for cdd gene was obtained by allelic replacement. Evaluation of mRNA expression validated cdd deletion and showed the absence of polar effect. MudPIT LC-MS/MS data indicated thymidine phosphorylase expression was decreased in knockout and complemented strains. The cdd disruption does not affect M. tuberculosis growth both in Mid- dlebrook 7H9 and in RAW 264.7 cells, which indicates that cdd is not important for macrophage invasion and virulence.
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Affiliation(s)
- Anne Drumond Villela
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Valnês S Rodrigues-Junior
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Antônio Frederico Michel Pinto
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Virgínia Carla de Almeida Falcão
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil.,Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Zilpa Adriana Sánchez-Quitian
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil.,Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Paula Eichler
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Cristiano Valim Bizarro
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil.,Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Luiz Augusto Basso
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil.,Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Porto Alegre, RS, Brasil.,Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, Porto Alegre, RS, Brasil
| | - Diógenes Santiago Santos
- Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Porto Alegre, RS, Brasil.,Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Porto Alegre, RS, Brasil
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Rodrigues-Junior VS, Cintra L, Machado P, Dadda A, Basso LA, Mafra ACCN, Campos AH, Campos MM, Santos DS. Toxicological profile of IQG-607 after single and repeated oral administration in minipigs: An essential step towards phase I clinical trial. Regul Toxicol Pharmacol 2017; 90:78-86. [PMID: 28838610 DOI: 10.1016/j.yrtph.2017.08.015] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.3] [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: 05/05/2017] [Revised: 08/18/2017] [Accepted: 08/20/2017] [Indexed: 12/28/2022]
Abstract
IQG-607 is an anti-tuberculosis drug candidate, with a promising safety and efficacy profile in models of tuberculosis infection both in vitro and in vivo. Here, we evaluated the safety and the possible toxic effects of IQG-607 after acute and 90-day repeated administrations in minipigs. Single oral administration of IQG-607 (220 mg/kg) to female and male minipigs did not result in any morbidity or mortality. No gross lesions were observed in the minipigs at necropsy. Repeated administration of IQG 607 (65, 30, or 15 mg/kg), given orally, for 90 days, in both male and female animals did not cause any mortality and no significant body mass alteration. Diarrhea and alopecia were the clinical signs observed in animals dosed with IQG-607 for 90 days. Long-term treatment with IQG-607 did not induce evident alterations of blood cell counts or any hematological parameters. Importantly, the repeated schedule of administration of IQG-607 resulted in increased cholesterol levels, increased glucose levels, decrease in the globulin levels, and increased creatinine levels over the time. Most necropsy and histopathological alterations of the organs from IQG-607-treated groups were also observed for the untreated group. In addition, pharmacokinetic parameters were evaluated. IQG-607 represents a potential candidate molecule for anti-tuberculosis drug development programs. Its promising in vivo activity and mild to moderate toxic events detected in this study suggest that IQG-607 represents a candidate for clinical development.
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Affiliation(s)
- Valnês S Rodrigues-Junior
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), Av. Ipiranga 6681 - Prédio 92A Tecnopuc, 90619-900 Porto Alegre, Brazil.
| | - Luciana Cintra
- Centro de Experimentação e Treinamento Em Cirurgia (CETEC), Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Albert Einstein, São Paulo, Brazil
| | - Pablo Machado
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), Av. Ipiranga 6681 - Prédio 92A Tecnopuc, 90619-900 Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Adílio Dadda
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), Av. Ipiranga 6681 - Prédio 92A Tecnopuc, 90619-900 Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Luiz Augusto Basso
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), Av. Ipiranga 6681 - Prédio 92A Tecnopuc, 90619-900 Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | | | - Alexandre Holthausen Campos
- Centro de Experimentação e Treinamento Em Cirurgia (CETEC), Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Albert Einstein, São Paulo, Brazil
| | - Maria Martha Campos
- Programa de Pós-Graduação Em Medicina e Ciências da Saúde, PUCRS, Porto Alegre, Brazil; Instituto de Toxicologia e Farmacologia, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
| | - Diógenes Santiago Santos
- Centro de Pesquisas Em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF) and Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Em Tuberculose (INCT-TB), Pontifícia Universidade Católica Do Rio Grande Do Sul (PUCRS), Av. Ipiranga 6681 - Prédio 92A Tecnopuc, 90619-900 Porto Alegre, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Porto Alegre, Brazil
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Rodrigues-Junior VS, Machado P, Calixto JB, Siqueira JM, Andrade EL, Bento AF, Campos MM, Basso LA, Santos DS. Preclinical safety evaluation of IQG-607 in rats: Acute and repeated dose toxicity studies. Regul Toxicol Pharmacol 2017; 86:11-17. [DOI: 10.1016/j.yrtph.2017.02.016] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/17/2016] [Revised: 02/09/2017] [Accepted: 02/18/2017] [Indexed: 11/25/2022]
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Falcão VCA, Villela AD, Rodrigues-Junior VS, Pissinate K, Eichler P, Pinto AFM, Basso LA, Santos DS, Bizarro CV. Validation of Mycobacterium tuberculosis dihydroneopterin aldolase as a molecular target for anti-tuberculosis drug development. Biochem Biophys Res Commun 2017; 485:814-819. [PMID: 28257847 DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.02.137] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.6] [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: 02/22/2017] [Accepted: 02/27/2017] [Indexed: 12/17/2022]
Abstract
An early step of target validation in antimicrobial drug discovery is to prove that a gene coding for a putative target is essential for pathogen's viability. However, little attention has been paid to demonstrate the causal links between gene essentiality and a particular protein function that will be the focus of a drug discovery effort. This should be considered an important step in target validation since a growing number of proteins are found to exhibit multiple and unrelated tasks. Here, we show that the Mycobacterium tuberculosis (Mtb) folB gene is essential and that this essentiality depends on the dihydroneopterin aldolase/epimerase activities of its protein product, the FolB protein from the folate biosynthesis pathway. The wild-type (WT) MtFolB and point mutants K99A and Y54F were cloned, expressed, purified and monitored for the aldolase, epimerase and oxygenase activities using HPLC. In contrast to the WT MtFolB, both mutants have neither aldolase nor epimerase activities in the conditions assayed. We then performed gene knockout experiments and showed that folB gene is essential for Mtb survival under the conditions tested. Moreover, only the WT folB sequence could be used as a rescue copy in gene complementation studies. When the sequences of mutants K99A or Y54F were used for complementation, no viable colonies were obtained, indicating that aldolase and/or epimerase activities are crucial for Mtb survival. These results provide a solid basis for further work aiming to develop new anti-TB agents acting as inhibitors of the aldolase/epimerase activities of MtFolB.
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Affiliation(s)
- V C A Falcão
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular (PUCRS), Brazil
| | - A D Villela
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
| | - V S Rodrigues-Junior
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
| | - K Pissinate
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil
| | - P Eichler
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil
| | - A F M Pinto
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil
| | - L A Basso
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde (PUCRS), Porto Alegre, RS, Brazil
| | - D S Santos
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular (PUCRS), Brazil
| | - C V Bizarro
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Tuberculose, Centro de Pesquisas em Biologia Molecular e Funcional (CPBMF), Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brazil; Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular (PUCRS), Brazil.
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Rodrigues-Junior VS, Villela AD, Gonçalves RS, Abbadi BL, Trindade RV, López-Gavín A, Tudó G, González-Martín J, Basso LA, de Souza MV, Campos MM, Santos DS. Mefloquine and its oxazolidine derivative compound are active against drug-resistant Mycobacterium tuberculosis strains and in a murine model of tuberculosis infection. Int J Antimicrob Agents 2016; 48:203-7. [DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2016.04.029] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 2.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/23/2016] [Revised: 04/14/2016] [Accepted: 04/16/2016] [Indexed: 12/30/2022]
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Rodrigues-Junior VS, dos Santos Junior A, dos Santos AJ, Schneider CZ, Calixto JB, Sousa EHS, de França Lopes LG, Souto AA, Basso LA, Santos DS, Campos MM. Activity of IQG-607, a new orally active compound, in a murine model of Mycobacterium tuberculosis infection. Int J Antimicrob Agents 2012; 40:182-5. [DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2012.04.019] [Citation(s) in RCA: 28] [Impact Index Per Article: 2.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/16/2012] [Revised: 04/20/2012] [Accepted: 04/29/2012] [Indexed: 11/28/2022]
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