Contribution of Pannexin1 to Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Pannexin1 (Panx1) is a plasma membrane channel permeable to relatively large molecules, such as ATP. In the central nervous system (CNS) Panx1 is found in neurons and glia and in the immune system in macrophages and T-cells. We tested the hypothesis that Panx1-mediated ATP release contributes to expression of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE), an animal model for multiple sclerosis, using wild-type (WT) and Panx1 knockout (KO) mice. Panx1 KO mice displayed a delayed onset of clinical signs of EAE and decreased mortality compared to WT mice, but developed as severe symptoms as the surviving WT mice. Spinal cord inflammatory lesions were also reduced in Panx1 KO EAE mice during acute disease. Additionally, pharmacologic inhibition of Panx1 channels with mefloquine (MFQ) reduced severity of acute and chronic EAE when administered before or after onset of clinical signs. ATP release and YoPro uptake were significantly increased in WT mice with EAE as compared to WT non-EAE and reduced in tissues of EAE Panx1 KO mice. Interestingly, we found that the P2X7 receptor was upregulated in the chronic phase of EAE in both WT and Panx1 KO spinal cords. Such increase in receptor expression is likely to counterbalance the decrease in ATP release recorded from Panx1 KO mice and thus contribute to the development of EAE symptoms in these mice. The present study shows that a Panx1 dependent mechanism (ATP release and/or inflammasome activation) contributes to disease progression, and that inhibition of Panx1 using pharmacology or gene disruption delays and attenuates clinical signs of EAE.

Saúde pública, inovação farmacêutica e propriedade intelectual: o desenvolvimento de um novo medicamento contra a malária no Brasil

Esta dissertação tem como objetivo estudar a relação entre propriedade intelectual, inovação e saúde pública, com foco na análise do consórcio farmacêutico para desenvolvimento do medicamento combinação em dose fixa artesunato-mefloquina (ASMQ) contra a malária. A concepção dessa iniciativa se insere num momento histórico, final dos anos 1990 e início dos anos 2000, em que estudos apontaram a insuficiência da pesquisa e desenvolvimento para as doenças negligenciadas. Na época, o cenário da malária era particularmente preocupante, dada a disseminação de resistência aos medicamentos disponíveis e à falta de perspectiva do lançamento de novos produtos contra a doença. Para proteger a última classe de antimaláricos eficazes, a saber,os derivados a base de artemisinina, uma estratégia encontrada foi a do recurso à terapia combinada a base de artemisinina (artemisinin based combination therapy ACT). Contudo, dos 4 ACTs recomendados pela OMS em 2001, apenas 1 se encontrava disponível no mercado. O projeto FACT foi então criado, em 2002, com o propósito de desenvolver dois novos ACTs artesunato-mefloquina e artesunato-amodiaquina. O consórcio do ASMQ, por suas especificidades, em particular a produção de inovação por um laboratório público do Sul e a circulação Sul-Sul de conhecimentos e tecnologias , o tornam de interesse para estudos nos campos da bioética e da saúde pública; tendo sido, por isso, escolhido como objeto desta dissertação. O estudo se apoiou em pesquisa bibliográfica, de fundamental relevância para a compreensão dos problemas de acesso e de disponibilidade de novos produtos para doenças negligenciadas, decorrentes de um modelo de inovação farmacêutica sustentado em patentes. De forma complementar, foram feitos: i) trabalho de observação durante a 65a Assembleia Mundial da Saúde, da Organização Mundial da Saúdem, evento de importância para os debates sobre propriedade intelectual e interesse público; e ii) entrevistas com integrantes de equipes das duas principais instituições participantes do consórcio FACT (Farmanguinhos/Fiocruz e DNDi).

Effect of single nucleotide polymorphisms in cytochrome P450 isoenzyme and N-acetyltransferase 2 genes on the metabolism of artemisinin-based combination therapies in malaria patients from Cambodia and Tanzania.

The pharmacogenetics of antimalarial agents are poorly known, although the application of pharmacogenetics might be critical in optimizing treatment. This population pharmacokinetic-pharmacogenetic study aimed at assessing the effects of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in cytochrome P450 isoenzyme genes (CYP, namely, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4, and CYP3A5) and the N-acetyltransferase 2 gene (NAT2) on the pharmacokinetics of artemisinin-based combination therapies in 150 Tanzanian patients treated with artemether-lumefantrine, 64 Cambodian patients treated with artesunate-mefloquine, and 61 Cambodian patients treated with dihydroartemisinin-piperaquine. The frequency of SNPs varied with the enzyme and the population. Higher frequencies of mutant alleles were found in Cambodians than Tanzanians for CYP2C9*3, CYP2D6*10 (100C → T), CYP3A5*3, NAT2*6, and NAT2*7. In contrast, higher frequencies of mutant alleles were found in Tanzanians for CYP2D6*17 (1023C → T and 2850C → T), CYP3A4*1B, NAT2*5, and NAT2*14. For 8 SNPs, no significant differences in frequencies were observed. In the genetic-based population pharmacokinetic analyses, none of the SNPs improved model fit. This suggests that pharmacogenetic data need not be included in appropriate first-line treatments with the current artemisinin derivatives and quinolines for uncomplicated malaria in specific populations. However, it cannot be ruled out that our results represent isolated findings, and therefore more studies in different populations, ideally with the same artemisinin-based combination therapies, are needed to evaluate the influence of pharmacogenetic factors on the clearance of antimalarials.

Enfoque del paciente con sospecha de neuroinfección en urgencias

Las infecciones del sistema nervioso son importantes fuentes de morbilidad y mortalidad en el mundo, debido a diferentes factores como son el amplio uso de antibióticos que aunque contribuyen con éxito al manejo de infecciones, pero el mal uso por automedicación o tratamientos incompletos favorecen la emergencia de organismos resistentes y la existencia de “mimos infecciosos” que incluyen el síndrome de reconstitución inflamatoria (IRIS). Adicionalmente el crecimiento de las poblaciones inmunocomprometidas por el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) y por tratamientos agresivos para trasplante sólido o hematopoyético han mejorado la sobrevida de diferentes tipos de malignidades y alteraciones reumatológicas pero son poblaciones que tienen más susceptibilidad a contraer infecciones y encefalitis mediadas inmunológicamente, como son la encefalomielitis diseminada aguda (ADEM) o la encefalitis contra el receptor de N-metil-D aspartato (NMDA).

Atividade antiplasmódica e toxicológica de plantas medicinais usadas popularmente no Brasil : uma abordagem etnobotânica

Malaria is a disease of global distribution, recognized by governments around the world as a serious public health problem, affecting more than 109 countries and territories and endangering more than 3.3 billion people. The economic costs of this disease are also relevant: the African continent itself has malaria-related costs of about $ 12 billion annually. Nowadays, in addition to chloroquine, Plasmodium falciparum is resistant to many drugs used in the treatment of malaria, such as amodiaquine, mefloquine, quinine and sulfadoxine-pyrimethamine; resistance of Plasmodium vivax to treatments, although less studied, is also reported. Nature, in general, is responsible for the production of most known organic substances, and the plant kingdom is responsible for the most of the chemical diversity known and reported in the literature. Most medicinal plants commercialized in Brazil, however, are of exotic origin, which makes the search for endemic medicinal plants, besides a patent necessity, a fascinating subject of academic research and development. This study aimed to: (i) verify the antimalarial activity of ethanolic and hydroalcoholic extracts of Boerhavia paniculata Rich. And acetonic extract of Clethra scabra Pers. in Swiss albino mice infected by Plasmodium berghei NK65, (ii) observe possible combined effects between the course of infection by P. berghei NK65 and administration of these extracts in Swiss albino mice, and (iii) conduct a preliminary study of the acute toxicity of these extracts in Swiss albino mice. All extracts notable pharmacological activities - with parasite infections inhibitions ranging from 22% to 54%.These characteristics suggest that the activities are relevant, although comparatively lower than the activity displayed by the positive control group (always above 90%). The general framework of survival analysis demonstrates an overall reduction in survival times for all groups. Necroscopy has not pointed no change in color, shape, size and/or consistency in the evaluated organs - the only exception was the livers of rats submitted to treatment to hydroalcoholic extracts: these organs have been presented in a slightly congestive aspect with mass increasing roughly 28% higher than the other two groups and a p-value of 0.0365. The 250 mg/Kg ethanolic group has been pointed out by the Dunn s post test, as the only class with simultaneous inequalities (p<0.05) between positive and negative control groups. The extracts, notably ethanol extract, have, in fact, a vestigial antimalarial activity, although well below from the ones perceived to chloroquine-treated groups; nevertheless, the survival times of the animals fed with the extracts do not rise by presence of such therapy. Both the toxicopharmacological studies of the synergism between the clinical course of malaria and administration of extracts and the isolated evaluation of toxicity allow us to affirm the absence of toxicity of the extracts at the level of CNS and ANS, as well as their non-influence on food and water consumption patterns, until dosages of 500 mg/Kg. Necroscopic analysis leads us to deduct a possible hepatotoxic effect of hydroalcoholic extract at dosages of 500 mg/Kg, and an innocuous tissue activity of the ethanol extract, in the same dosage. We propose a continuation of the studies of these extracts, with protocol modifications capable of addressing more clearly and objectively their pharmacological and toxicological aspects

Determinação de mefloquina e carboximefloquina em pacientes com malária por plasmodium falciparum no estado do Amapá

A determinação das concentrações plasmáticas e eritrocitárias de mefloquina (MQ) e carboximefloquina (CMQ) foram estudadas em crianças e adultos com malária por Plasmodium falciparum não complicada no estado do Amapá. Os pacientes adultos receberam esquema oral de MQ 20 mg/kg dividido em dois dias e artesunato 4 mg/kg/dia durante três dias. Para as crianças a dose de MQ seguiu o esquema preconizado pelo manual de terapêutica da malária. As concentrações eritrocitárias de MQ e CMQ foram quantificadas por cromatografia líquida de alta eficiência no terceiro dia de tratamento (D3) e os teores plasmáticos foram mensurados no terceiro e quadragésimo segundo dia após a instituição da terapia (D3 e D42). A concentração média de MQ e CMQ no plasma de crianças em D3 foram 1,84 ± 0,83 μg/mL e 1,44 ± 0,70 μg/mL, e a eritrocitária 5,26 ± 1,46 μg/mL e 1,18 ± 0,65 μg/mL. Em D42 as concentrações plasmáticas foram 0,45 ± 0,11 μg/mL e 0,51 ± 0,10 μg/mL, respectivamente. A relação entre as concentrações eritrocitárias e plasmáticas de MQ e CMQ foram 2,86 ± 1,27 e 0,75 ± 0,26. Nos indivíduos adultos, as concentrações de MQ e CMQ no plasma foram 2,43 ± 1,13 μg/mL e 1,10 ± 0,38 μg/mL, e as eritrocitárias 5,51 ± 1,92 μg/mL e 1,08 ± 0,35 μg/mL, respectivamente. A concentração plasmática em D42 foram 0,54 ± 0,15 μg/mL e 0,58 ± 0,93 μg/mL, respectivamente. A relação hemácia:plasma para MQ foi 3,03 ± 1,56 e para CMQ 1,12 ± 0,29. O coeficiente de correlação entre as concentrações plasmáticas e eritrocitárias de MQ nas crianças foi 0,035 e nos adultos 0,0436. Para CMQ o coeficiente de correlação foi 0,8722 nas crianças e 0,5155 nos adultos. O maior acúmulo de MQ no eritrócito nos permite enfatizar a importância do mecanismo de difusão simples para a entrada do fármaco na célula em função das suas características físico-químicas.

Validação de metodologia analítica por cromatografia liquida de alta eficiencia (CLAE), para determinação de mefloquina e carboximefloquina em amostras de sangue total adsorvidas em papel de filtro, em pacientes com malária por Plasmodium falciparum

Dentre os principais desafios para o controle da malária no Brasil e no mundo, o advento da resistência do plasmódio, em especial do Plasmodium falciparum, se apresenta como o de maior relevância. A mefloquina é o fármaco de primeira linha para o tratamento da malária falciparum, e a disponibilidade de métodos sensíveis e baixo custo para monitorização das concentrações sanguíneas do fármaco e da carboximefloquina auxilia na otimização dos esquemas terapêuticos. Neste sentido, foi validada metodologia analítica, de acordo com parâmetros sugeridos pelos órgãos regulamentadores oficiais, para determinação de mefloquina e seu derivado carboxilado em amostra de sangue total adsorvida em papel de filtro. Foi empregado cromatografia líquida de alta eficiência após extração líquido-líquido dos analitos de interesse. A detecção foi realizada em λ = 222nm. Não foi observada interferência de outros antimaláricos comumente utilizados. O método foi linear em intervalo de concentração de 0,25 a 2,5 μg/mL, para mefloquina e seu derivado carboxilado. O limite de detecção foi de 35 ng/mL e do de quantificação de. 70 ng/mL, para mefloquina e carboximefloquina, respectivamente. A precisão intra ensaio média foi 31±4 % para mefloquina e de 21±5 % para carboximefloquina. A precisão inter ensaio média foi de e 38±4% para mefloquina e de 25±7% para carboximefloquina. A recuperação média para concentrações de mefloquina variando de 0,25 a 2,5 μg/mL foi de 83± 14%, e de carboximefloquina nas concentrações de 0,375 a 3740 μg/mL foi de 88±11%. O fármaco foi estável nas amostras adsorvidas em papel de filtro pelo período de um mês. O método foi robusto para pequenas variações de pH da fase móvel. Para avaliar a aplicabilidade do método foi realizada determinação dos analítos em amostras de sangue adsorvidas em papel de filtro de pacientes com malária falciparum. A concentração média de mefloquina foi de 0,861±0,723 μg/mL e de carboximefloquina de 0,472±0,086 μg/mL. Os parâmetros de validação da metodologia analítica seguem as recomendações propostas pelos órgãos oficiais sendo o método adequado para determinação de mefloquina e carboximefloquina em amostras de sangue total adsorvidas em papel de filtro.

Monitoramento da concentração plasmática da quinina e da mefloquina em pacientes com malária por Plasmodium falciparum no Estado do Amapá-Brasil

A correlação entre resposta parasitológica e a concentração plasmática de quinina + doxiciclina e de mefloquina foi monitorada por 28 dias em trinta pacientes com malária por Plasmodium falciparum no Estado do Amapá. No grupo (A) 12 pacientes receberam o esquema terapêutico oral de quinina (3 dias) + doxiciclina (5 dias), e no grupo (B) 18 pacientes receberam mefloquina oral dose única (1º dia). No grupo (A) quatro pacientes (33,3%) apresentaram plasmódios resistentes do tipo RI, e (66,7%) foram sensíveis (S). A média da concentração plasmática de quinina em D1, D3 e D5 foi de 2,575μg/mL, 2,3334μg/mL e 0,532μg/mL para os (S) e de 2,4667μg/mL, 2,1784μg/mL e 0,450μg/mL para os (RI), não houve diferença estatisticamente significativa entre essas concentrações. No grupo (B), 100% dos pacientes apresentaram plasmódios sensíveis. A média da concentração plasmática da mefloquina foi: D0(0 μg/mL), D1 (0,709μg/mL), D3 (0,543 μg/mL), D5 (0,361 μg/mL), D7 (0,187 μg/mL), D14 (0,125 μg/mL), D21 (0,046 μg/mL) e D28 (0 μg/mL). A correlação entre resposta parasitológica e a concentração plasmática de quinina +doxiciclina foi de 94,23% para os (S) e de 76,70% para os (RI). Houve absorção adequada desses fármacos tanto para os (S), quanto, para os (RI), portanto , não foi a má absorção a causa da recrudescência. Os resultados sugerem que houve resistência do P. falciparum ao esquema administrado. Para os pacientes que receberam mefloquina a correlação foi de 91,82%. Houve absorção e manutenção da concentração desse fármaco durante o período de tempo necessário para completa eliminação dos parasitas.

Estudo da eficácia e tolerância do artesunato oral isolado e em associação com mefloquina, no tratamento da malária falciparum não complicada em área endêmica do Pará, Brasil

Com o objetivo de avaliar a eficácia e tolerância do artesunato no tratamento da malária falciparum não complicada em área endêmica do Estado do Pará, 153 pacientes foram randomizados e estudados em três grupos, distribuídos por esquema terapêutico (I recebeu mefloquina lOOOmg; II utilizou artesunato lOOOmg; III usou a combinação de 600mg de artesunato seguida de 500 de mefloquina). A avaliação constou de exame clínico e parasitológico diariamente nos primeiros 7 dias e semanalmente até o 35o dia do acompanhamento e de análise bioquímica e hematológica realizada antes e no 7o dia, visando o controle de ema e a identificação de possíveis efeitos associados á administração das drogas. Os grupos estudados foram homogêneos quanto ao sexo, parasitemia e presença de febre. O tempo para desaparecimento da parasitemia foi mais curto nos grupos II e III, respectivamente, cujos esquemas terapêuticos empregaram artesunato. O desaparecimento da febre foi mais rápido no grupo tratado com a combinação das drogas. Alterações clínicas e bioquímicas associadas a administração das drogas não mostraram diferenças significativas entre os grupos estudados. O desaparecimento precoce da febre e parasitemia, e a ausência de importantes efeitos indesejáveis, sugerem que artesunato administrado isoladamente ou em combinação com mefloquina constituem medidas terapêuticas capazes de contribuir para o controle da doença na região.

In vitro efficacy of the essential oil of Piper cubeba L. (Piperaceae) against Schistosoma mansoni

In this paper, cercariae, schistosomula, and adult Schistosoma mansoni worms were incubated in vitro with the essential oil of Piper cubeba (PC-EO) at concentrations from 12.5 to 200 mu g/mL, and the viability was evaluated using an inverted microscopy. The effects of PC-EO at 100 and 200 mu g/mL on the stages of S. mansoni were similar to those of the positive control (PZQ at 12.5 mu g/mL), with total absence of mobility after 120 h. However, at concentrations from 12.5 to 50 mu g/mL, PC-EO caused a reduction in the viability of cercariae and schistosomula when compared with the negative control groups (RPMI 1640 or dechlorinated water) or (RPMI 1640 + 0.1% DMSO or dechlorinated water + 0.1% DMSO). On the other hand, adult S. mansoni worms remained normally active when incubated with PC-EO at concentrations of 12.5 and 25 mu g/mL, and their viabilities were similar to those of the negative control groups. In addition, at concentrations ranging from 50 to 200 mu g/mL, separation of all the coupled adult worms was observed after 24 h of incubation, which is related to the fact of the reduction in egg production at this concentration. The main chemical constituents of PC-EO were identified by gas chromatography-mass spectrometry as being sabinene (19.99%), eucalyptol (11.87%), 4-terpineol (6.36%), beta-pinene (5.81%), camphor (5.61%), and delta-3-carene (5.34%). The cytotoxicity of the PC-EO was determined, and a significant cytotoxicity was only obtained in the concentration of 200 mu g/mL after 24 h treatment. The results suggest that PC-EO possesses an effect against cercariae, schistosomula, and adult worms of the S. mansoni.

Single-Nucleotide Polymorphism and Copy Number Variation of the Multidrug Resistance-1 Locus of Plasmodium vivax: Local and Global Patterns

Emerging resistance to chloroquine (CQ) poses a major challenge for Plasmodium vivax malaria control, and nucleotide substitutions and copy number variation in the P. vivax multidrug resistance 1 (pvmdr-1) locus, which encodes a digestive vacuole membrane transporter, may modulate this phenotype. We describe patterns of genetic variation in pvmdr-1 alleles from Acre and Amazonas in northwestern Brazil, and compare then with those reported in other malaria-endemic regions. The pvmdr-1 mutation Y976F, which is associated with CQ resistance in Southeast Asia and Oceania, remains rare in northwestern Brazil (1.8%) and its prevalence mirrors that of CO resistance worldwide. Gene amplification of pvmdr-1, which is associated with mefloquine resistance but increased susceptibility to CO, remains relatively rare in northwestern Brazil (0.9%) and globally (< 4%), but became common (> 10%) in Tak Province, Thailand, possibly because of drug-mediated selection. The global database we have assembled provides a baseline for further studies of genetic variation in pvmdr-1 and drug resistance in P. vivax malaria.

Screening of gap junction antagonists on dye coupling in the rabbit retina.

Many cell types in the retina are coupled via gap junctions and so there is a pressing need for a potent and reversible gap junction antagonist. We screened a series of potential gap junction antagonists by evaluating their effects on dye coupling in the network of A-type horizontal cells. We evaluated the following compounds: meclofenamic acid (MFA), mefloquine, 2-aminoethyldiphenyl borate (2-APB), 18-alpha-glycyrrhetinic acid, 18-beta-glycyrrhetinic acid (18-beta-GA), retinoic acid, flufenamic acid, niflumic acid, and carbenoxolone. The efficacy of each drug was determined by measuring the diffusion coefficient for Neurobiotin (Mills & Massey, 1998). MFA, 18-beta-GA, 2-APB and mefloquine were the most effective antagonists, completely eliminating A-type horizontal cell coupling at a concentration of 200 muM. Niflumic acid, flufenamic acid, and carbenoxolone were less potent. Additionally, carbenoxolone was difficult to wash out and also may be harmful, as the retina became opaque and swollen. MFA, 18-beta-GA, 2-APB and mefloquine also blocked coupling in B-type horizontal cells and AII amacrine cells. Because these cell types express different connexins, this suggests that the antagonists were relatively non-selective across several different types of gap junction. It should be emphasized that MFA was water-soluble and its effects on dye coupling were easily reversible. In contrast, the other gap junction antagonists, except carbenoxolone, required DMSO to make stock solutions and were difficult to wash out of the preparation at the doses required to block coupling in A-type HCs. The combination of potency, water solubility and reversibility suggest that MFA may be a useful compound to manipulate gap junction coupling.

Potent antimalarial activity of clotrimazole in in vitro cultures of Plasmodium falciparum

The increasing resistance of the malaria parasite Plasmodium falciparum to currently available drugs demands a continuous effort to develop new antimalarial agents. In this quest, the identification of antimalarial effects of drugs already in use for other therapies represents an attractive approach with potentially rapid clinical application. We have found that the extensively used antimycotic drug clotrimazole (CLT) effectively and rapidly inhibited parasite growth in five different strains of P. falciparum, in vitro, irrespective of their chloroquine sensitivity. The concentrations for 50% inhibition (IC50), assessed by parasite incorporation of [3H]hypoxanthine, were between 0.2 and 1.1 μM. CLT concentrations of 2 μM and above caused a sharp decline in parasitemia, complete inhibition of parasite replication, and destruction of parasites and host cells within a single intraerythrocytic asexual cycle (≈48 hr). These concentrations are within the plasma levels known to be attained in humans after oral administration of the drug. The effects were associated with distinct morphological changes. Transient exposure of ring-stage parasites to 2.5 μM CLT for a period of 12 hr caused a delay in development in a fraction of parasites that reverted to normal after drug removal; 24-hr exposure to the same concentration caused total destruction of parasites and parasitized cells. Chloroquine antagonized the effects of CLT whereas mefloquine was synergistic. The present study suggests that CLT holds much promise as an antimalarial agent and that it is suitable for a clinical study in P. falciparum malaria.

Structure and inhibition of plasmepsin II, a hemoglobin-degrading enzyme from Plasmodium falciparum.

Plasmodium falciparum is the major causative agent of malaria, a disease of worldwide importance. Resistance to current drugs such as chloroquine and mefloquine is spreading at an alarming rate, and our antimalarial armamentarium is almost depleted. The malarial parasite encodes two homologous aspartic proteases, plasmepsins I and II, which are essential components of its hemoglobin-degradation pathway and are novel targets for antimalarial drug development. We have determined the crystal structure of recombinant plasmepsin II complexed with pepstatin A. This represents the first reported crystal structure of a protein from P. falciparum. The crystals contain molecules in two different conformations, revealing a remarkable degree of interdomain flexibility of the enzyme. The structure was used to design a series of selective low molecular weight compounds that inhibit both plasmepsin II and the growth of P. falciparum in culture.