Febrifugine derivative antimalarial activity: quantum mechanical predictors

Plasmodium falciparum resistant strain development has encouraged the search for new antimalarial drugs. Febrifugine is a natural substance with high activity against P. falciparum presenting strong emetic property and liver toxicity, which prevent it from being used as a clinical drug. The search for analogues that could have a better clinical performance is a current topic. We aim to investigate the theoretical electronic structure by means of febrifugine derivative family semi-empirical molecular orbital calculations, seeking the electronic indexes that could help the design of new efficient derivatives. The theoretical results show there is a clustering in well-defined ranges of several electronic indexes of the most selective molecules. The model proposed for achieving high selectivity was tested with success.

Efeito dos factores do hospedeiro e parasitários na susceptibilidade à Malária e gravidade da Doença

A malária é considerada como a doença parasitária mais séria em humanos, infectando cerca de 5 a 10% da população mundial, estimando-se entre 300 a 600 milhões de casos e mais de dois milhões de mortes, anualmente. Apesar da severidade da doença, a compreensão da variabilidade da resposta do hospedeiro à infecção (traduzida desde a infecção silenciosa até formas crónicas da doença, passando por quadros clínicos potencialmente fatais), continua a ser um dos grandes desafios da investigação médica. Vários factores genéticos parasitários ou do hospedeiro, estado imune e níveis de exposição, contribuem para esta variabilidade, mas a sua importância relativa para a carga total da doença tem sido pouco estudada. Entre outros, é possível salientar como fontes importantes de variabilidade na susceptibilidade à malária e gravidade da doença, factores intrínsecos ao hospedeiro tais como polimorfismos genéticos relacionados com as células sanguíneas e factores parasitários como a composição da(s) população(ões) parasitária(s) presentes na infecção. Factores do hospedeiro humano relacionados com as células sanguíneas (drepanocitose e deficiência na glucose-6-fosfato desidrogenase - G6PD) têm sido tradicionalmente estudados e relacionados com a gravidade da malária causada por Plasmodium falciparum. Relativamente às populações parasitárias, das cinco espécies que infectam humanos, P. falciparum continua a ser responsável pela malária grave, apesar de muito recentemente alguma gravidade ser atribuída a Plasmodium vivax. Sabe-se que nas mesmas áreas outras espécies coexistem em muito maior prevalência, contrariando o que se pensava há algum tempo. Apesar de poucos estudos terem focado o tema das infecções mistas, existem alguns relatos de que eventuais interacções entre as diferentes espécies presentes simultaneamente no mesmo hospedeiro poderem afectar a susceptibilidade à doença. Com o objectivo geral de avaliar o efeito e a contribuição destes factores na susceptibilidade e gravidade da malária, analisando e comparando três grupos (estudo de caso-controlo) doentes com malária grave (MG), doentes com malária não-complicada (Mnc) e indivíduos infectados assintomáticos (IA), realizámos em Angola de 2007 a 2010, um estudo em sete das 18 províncias com distintos níveis de endemicidade. Foram obtidas 1.416 amostras de sangue periférico de 1.198 indivíduos assintomáticos e 218 doentes. O DNA obtido a partir destes isolados foi utilizado para detecção da presença de variantes genéticos relacionados com os eritrócitos (drepanocitose – análise do gene HBB, deficiência G6PD – análise do gene G6PD, antigénio Duffy-análise do gene DARC) e identificação das espécies de Plasmodium presentes, através de nested-PCR mediante a amplificação dos genes que codificam a subunidade menor do RNA ribossomal. Os resultados demonstraram prevalências superiores às anteriormente descritas em relação às seguintes espécies parasitárias: P. falciparum 98,2% vs 92,0% e Plasmodium malariae 10,7% vs 1,0% e inferior em relação a P. vivax 2,5% vs 7,0%. Foi reconfirmada a presença de Plasmodium ovale (descrita anteriormente), mas não publicada em documentos oficiais e relatada pela primeira vez em Angola a presença de infecções mistas (duplas e triplas) (15,7%) e de infecção por P. vivax em indivíduos Duffy-negativos (dados publicados). Relativamente aos polimorfismos relacionados com os genes HBB e G6PD e provável associação com a protecção à malária, os nossos resultados confirmam a associação do traço falciforme (heterozigotia HbS), com a protecção à doença (OR = 0,30; IC 95% 0,18-0,49; p<0,001). Contudo, não foi encontrada, quer nos indivíduos hemizigóticos, quer nos heterozigóticos para o alelo G6PD (A-) nenhuma evidência para a protecção a malária (MG e Mnc) (OR = 1,69; IC 95% 0,91-3,13; p=0,096). Os resultados desta investigação requerem um estudo mais aprofundado, com uma dimensão amostral maior, necessário à confirmação da nossa observação.

Epidemiological profile of malaria in the state of Tocantins, Brazil, from 2003 to 2008

This study describes the epidemiological profile of malaria in the State of Tocantins, in the period 2003-2008, investigates the association between the frequency of malaria and population growth, classifies the cases by 'autochthonous' and 'imported', reports the indices of the disease and analyses the distribution of the cases by Plasmodium species, age and gender. The retrospective study was based on secondary data, stored in SIVEP-malaria and analyzed using the software Epi-Info 3.5.1. and Bioestat 5.0. 19,004 samples were investigated for malaria, 19% of them were positive, 73.32% with Plasmodium vivax, 21.80% with Plasmodium falciparum, 4.79% with mixed infections and only 0.08% with Plasmodium malariae. Male individuals accounted for 76.95% and predominated in all years and age groups, especially in the 15 to 49 years old group. From the overall cases, 34.27% were autochthonous and 65.73% were imported (χ2 = 356.8, p = 0.0001). The frequency of malaria decreased significantly during the entire series (rp = 0.96, p = 0.002) and the number of municipalities with autochthonous transmission also diminished. It was found that malaria is predominantly imported, related to land activities, which confirms the need for effective measures to maintain vigilance throughout the state and enhance educational activities in order to guide the population towards early treatment-seeking.

Internamento por Malária Importada em Crianças, em Dois Hospitais da Grande Lisboa

Introdução: Apesar de em Portugal não haver malária endógena,a crescente mobilidade das populações e os laços históricos com África possibilitam a importação de casos para o nosso país. O presente estudo pretende contribuir para melhorar o conhecimento epidemiológico e clínico da malária importada na região de Lisboa. Métodos: Realizou-se um estudo descritivo das crianças com malária, internadas em dois hospitais da Grande Lisboa, durante um período de seis anos (1999-2004). Resultados: Foram identificados 134 casos, sendo a mediana das idades de sete anos. A maioria (93,3%) era de origem africana e referia estadia em região endémica (90%). O Plasmodium falciparum foi o agente etiológico mais frequente (73%). A febre foi a manifestação clínica mais frequente, seguida de manifestações gastrointestinais e cefaleias. Ocorreram complicações em 42% dos doentes, sendo a trombocitopenia (19,4%) e a anemia grave (9%) as mais frequentes. A halofantrina e o quinino foram os anti-maláricos mais usados. Conclusões: A malária importada é uma patologia relativamente comum na Grande Lisboa e, dada a inespecificidade do quadro clínico, todas as crianças febris ou doentes com estadia recente num país endémico devem ser rastreadas para esta entidade.

Malária Grave em Cuidados Intensivos

Objectivo: Rever o perfil clínico e terapêutico dos doentes com malária grave admitidos numa unidade de cuidados intensivos (UCI). Tipo de estudo: Retrospectivo. População: Nove doentes com malária a Plasmodium falciparum admitidos entre Agosto de 1991 e Julho de 2001 na UCI do Hospital de Santo António dos Capuchos (HSAC). Resultados: As complicações mais frequentes foram as manifestações neurológicas, a síndroma de dificuldade respiratória aguda (SDRA) e a insuficiência renal aguda. A ventilação mecânica foi utilizada em cinco doentes, a prótese renal em dois e as aminas vasopressoras em três doentes. Faleceram dois doentes (22.2%). Conclusões: A malária a Plasmodium falciparum é uma doença potencialmente fatal, pelo que os factores de risco e os critérios para admissão em UCI devem ser identificados. A presença de disfunção de órgão, nomeadamente de manifestações neurológicas, insuficiência renal e respiratória deverão ser consideradas como indicação para internamento em cuidados intensivos.

COMPARISON OF SIX COMMERCIALLY-AVAILABLE DNA POLYMERASES FOR DIRECT PCR

SUMMARYThe use of a “direct PCR” DNA polymerase enables PCR amplification without any prior DNA purification from blood samples due to the enzyme's resistance to inhibitors present in blood components. Such DNA polymerases are now commercially available. We compared the PCR performance of six direct PCR-type DNA polymerases (KOD FX, Mighty Amp, Hemo KlenTaq, Phusion Blood II, KAPA Blood, and BIOTAQ) in dried blood eluted from a filter paper with TE buffer. GoTaq Flexi was used as a standard DNA polymerase. PCR performance was evaluated by a nested PCR technique for detecting Plasmodium falciparum genomic DNA in the presence of the blood components. Although all six DNA polymerases showed resistance to blood components compared to the standard Taq polymerase, the KOD FX and BIOTAQ DNA polymerases were resistant to inhibitory blood components at concentrations of 40%, and their PCR performance was superior to that of other DNA polymerases. When the reaction mixture contained a mild detergent, only KOD FX DNA polymerase retained the original amount of amplified product. These results indicate that KOD FX DNA polymerase is the most resistant to inhibitory blood components and/or detergents. Thus, KOD FX DNA polymerase could be useful in serological studies to simultaneously detect antibodies and DNA in eluents for antibodies. KOD FX DNA polymerase is thus not limited to use in detecting malaria parasites, but could also be employed to detect other blood-borne pathogens.

MALARIA DIAGNOSIS BY LOOP-MEDIATED ISOTHERMAL AMPLIFICATION (LAMP) IN THAILAND

The loop-mediated isothermal amplification method (LAMP) is a recently developed molecular technique that amplifies nucleic acid under isothermal conditions. For malaria diagnosis, 150 blood samples from consecutive febrile malaria patients, and healthy subjects were screened in Thailand. Each sample was diagnosed by LAMP, microscopy and nested polymerase chain reaction (nPCR), using nPCR as the gold standard. Malaria LAMP was performed using Plasmodiumgenus and Plasmodium falciparum specific assays in parallel. For the genus Plasmodium, microscopy showed a sensitivity and specificity of 100%, while LAMP presented 99% of sensitivity and 93% of specificity. For P. falciparum, microscopy had a sensitivity of 95%, and LAMP of 90%, regarding the specificity; and microscopy presented 93% and LAMP 97% of specificity. The results of the genus-specific LAMP technique were highly consistent with those of nPCR and the sensitivity of P. falciparum detection was only marginally lower.

Malária Grave — Um Caso Clínico

Descreve-se um caso de malária grave por Plasmodium falciparum numa criança de raça negra, de 5 anos de idade, residente em Angola até 2 semanas antes do internamento. Apesar da terapêutica com quinino i.v. o quadro evoluiu com falência multiorgânica, nomeadamente coma, insuficiência renal, necrose hepática, diátese hemorrágica e rabdomiólise. Foi necessário instituir ventilação mecânica e na terapêutica de suporte recorreu-se à administração de derivados plasmáticos, aminas vasoactivas e diuréticos em altas doses, tendo havido regressão do quadro clínico. Discutem-se as complicações bem como os factores de mau prognóstico presentes neste caso.

Metabolismo do ácido fólico na malária

O estudo de 27 pacientes infectados pelo Plasmodium falciparum comparado com pessoas aparentemente sadias mostra: a) diminuição do folato no soro dos pacientes infectados; b) diminuição do folato sêrico nos primeiros 8 dias que seguiram ao tratamento, interpretados como sendo devido à mobilização pela eritropoiese compensadora; c) folato eritrocítico normal.

Comparison of vigilance methods in three houses with different Triatoma infestans densities

Através da prova de 7 dias foi estudado o grau de resistência do Plasmodium falciparum à cloroquina, amodiaquina e sulfadoxina-pirimetamina em Porto Velho, Estado de Rondônia, Brasil. Não se observaram diferenças significativas nas médias de parasitas nos dias de seguimento e nas proporções de resistência entre os três medicamentos testados, fazendo com que os autores recomendem a manutenção das 4-aminoquinoleínas como drogas a serem usadas atualmente em infecções não graves por P. falciparum na área de Porto Velho.

Frequency of human leukocyte antigen (hla) in patients with malaria and in the general population of Humaitá county, Amazonas state, Brazil

In August 1983,85 inhabitants of the municipality of Humaitá, Amazonas State, Brazil were studied to determine the prevalence of antigens to HLA-A, -B, -C and DR. Thirty-eight were sick with malaria due to Plasmodium falciparum. All subjects were examined for splenomegaly, blood parasitaemia and antibodies to malaria. They constituted three groups: 1) 25 subjects native to the Amazon region who had never had malaria; 2) 38 Amazonian subjects who had malaria in the past or currently had an infection; 3) 22 patients with malaria who had acquired the infection in the Amazon Region but came from other regions of Brazil. Blood was taken from each person, the lymphocytes were separated and typed by the test of microlymphocytotoxicity. There was a high frequency of antigens that could not be identified in the groups studied which suggests the existence of a homozygote or phenotype not identified in the population. There was a high frequency of the phenotype Ag(W24) (44.7%) in group 2 when compared with group 1 (32%) or group 3 (9%). Also the individuals in group 2 showed an elevated frequency of antigen DR(4)80%) when compared with group 1 (36.6%) or group 3 (16.6%). These observations suggest the possibility of a genetic susceptibility to malaria among Amazonian residents and indicate a necessity for more extensive studies of the frequency of HLA antigens among inhabitants of this endemic malarial zone.

Infrequency of asymptomatic malaria in an endemic area in Amazonas, Brazil

A malaria survey was conducted in an area of high transmission (Costa Marques, Rondonia, Brazil) to determine the prevalence of asymptomatic parasitemia and its clinical significance. Most of the people surveyed were immigrants who had lived in the endemic area < 5 years. The people had easy access to free diagnostic and treatment services at the Malaria Clinic in the town of Costa Marques. The prevalence of plasmodial parasitemia in 344 people was 22%. There were 36 individuals with asymptomatic infections among the 77 parasitemic patients. During the two days following the initial examination, 19 ofthe 36 individuals: with asymptomatic infections developed malaria. Among the 17 patients who remained asymptomatic for > 2 days, 4 had only gametocytes, 1 had taken inadequate anti-malarial treatment, 3 were under treatment and 2 moved. Six asymptomatic patients denied the use of anti-malarial drugs and they developed malaria 3-6 days after the initial parasitological diagnosis. The final patient remained asymptomatic during the 7 day observation period. He had a history of > 40 malaria attacks and denied the use of antimalarial treatment. With the exception of the latter all of the other asymptomatic patients, were either in the incubation period or had been treated It is concluded that asymptomatic malaria is rare in the Costa Marques area and that it is necessary to treat all individuals with plasmodial parasitemia.

Quimioprofilaxia da malária com mefloquina na amazônia brasileira

Em estudo randômico dupb-cego, 122 voluntários morando em área endêmica de malária na Região Amazônica (Estado de Rondônia) foram divididos em quatro grupos para estudo da supressão malárica. O grupo 1 recebeu 500mg de mefloquina a cada quatro semanas; o grupo II 250mg de mefloquina a cada duas semanas; o grupo III um comprimido de Fansidar (500mg de sulfadoxina + 25mg de pirimetamina) por semana e o grupo IV, recebeu apenas placebo. Um ataque agudo de malária ocorreu em um indivíduo do grupo 1, em dois indivíduos do grupo II e em seis indivíduos dos grupos III e IV. A proteção verificada nos grupos em uso de mefloquina foi significantemente superior comparada ao grupo placebo. A mefloquina, em ambas as dosagens usadas, mostrou-se efetiva na supressão malárica em uma área onde o Plasmodium falciparum plurirresistente é altamente prevalente.

Imunobiossensores capacitivos interdigitais com camadas sensíveis micro e nano-estruturadas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Avaliação in vitro e in vivo da atividade antimalárica dos trioxolanos NAC89, LDC67 e LC50 em estirpes sensíveis e resistentes à artemisinina e ao artesunato.

A malária mantem-se como uma das doenças mais importantes do mundo, causando a morte de mais de 1 milhão de pessoas anualmente e elevada morbilidade. Face à propagação da resistência do Plasmodium falciparum à maioria dos medicamentos antimaláricos disponíveis, a Organização Mundial de Saúde (OMS), desde 2006, recomenda a utilização de terapias combinadas com artemisinina (ACTs) como tratamento de primeira linha para a malária não complicada. Em 2008, relatórios clínicos revelaram a falha terapêutica dos ACTs na fronteira Tailândia-Camboja e uma vez que não existem alternativas para o tratamento da malária é fundamental manter linhas de investigação sobre novos e eficazes fármacos. A partir da artemisinina (ART) surgiram novos peróxidos designados trioxolanos que apresentam como farmacóforo a função 1,2,4-trioxano. A acessibilidade, a preparação relativamente económica e a estabilidade da função 1,2,4-trioxano permite a síntese de derivados com estruturas diversas, alargando a possibilidade de desenvolvimento de novos fármacos. Foram realizados testes in vitro de triagem com o MARK III (OMS micro-ensaio), com controlos positivos (artemisinina e dihidroartemisinina) e controlo negativo (sem fármaco). Foram efetuados ensaios diversos com 3 compostos, aqui denominados NAC89, LCD67 e LC50 em culturas da estirpe de P. falciparum (Dd2) para avaliação da atividade antimalárica dos compostos, bem como ensaios utilizando o modelo de malária de murino, Plasmodium chabaudi, com 4 estirpes, denominadas AS-3CQ, AS-ATN, respectivamente sensível e resistente ao artesunato (ATN) e AS-30CQ e AS-ART respectivamente sensível e resistente à (ART). Também foi avaliada a citotoxicidade dos compostos, utilizando células HepG2 de hepatoma humano pelo ensaio com método colorimétrico metil-tiazol-tetrazólico (MTT). No modelo murino compararam-se também duas vias de administração dos novos compostos, sendo uma por via subcutânea nos 3 compostos e outra por via tópica apenas para LC50. A verificação de cura foi efetuada por observação microscópica de esfregaços sanguíneos corados pelo método de Giemsa e determinação da parasitemia. Os resultados observados foram: a) baixa citotoxicidade dos três compostos; b) o composto LC50 eliminou a parasitémia nos ensaios in vitro em cultivos de P. falciparum bem como eliminou P. chabaudi nos tratamentos por via subcutânea e tópica na dose de 50 mg/kg e na dose de 10 mg/Kg na via subcutânea; c) o NAC89 mostrou boa atividade no mesmo ensaio in vivo, na dose de 10 mg/Kg e 50 mg/Kg por via subcutânea; d) fraca atividade para LCD67 na dose de 50 mg/Kg. O LC50 e o NAC89 foram muito eficazes contra parasitas resistentes ao ATN e à ART sugerindo novos mecanismos de ação. Assim, este trabalho de investigação trouxe resultados promissores na àrea de potenciais novos antimaláricos.