The correlation between electronic structure and antimalarial activity of alkoxylated and hydroxylated chalcones

Chalcones have shown potential to several pharmacological applications including antimalarial properties. We employed multivariate data analysis to correlate the antimalarial activity with electronic structure descriptors obtained through quantum mechanical calculations. The results show high statistical significance and bring valuable insights in order to design new compounds. © 2013 Springer Science+Business Media New York.

Estrutura eletrônica de materiais orgânicos: moléculas antimalariais de sulfonamidas e anilinoquinolinas

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Etnobotânica de plantas antimaláricas em Barcelos, Amazonas

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Utilização do DELI-teste para avaliação da sensibilidade in vitro do Plasmodium vivax à Cloroquina em condições de campo no município de Tucuruí, Pará

O Estado do Pará é um dos responsáveis pela maioria das notificações de malária na Região Amazônica. Plasmodium vivax é a espécie mais freqüente e a avaliação da sensibilidade do mesmo à cloroquina é essencial para verificar se tal droga mantém sua eficácia. Entretanto, isso não era factível em função da não disponibilidade de metodologia de cultivo de curto prazo e da dificuldade de avaliação da maturação desse parasito. Recentemente, um sistema para cultivo de curto prazo de P. vivax foi introduzido, assim como uma metodologia de mensuração (DELIteste) da maturação/crescimento do parasito baseada na detecção da enzima Lactato Desidrogenase do parasito (pLDH), permitindo estudos de sensibilidade dessa especie plasmodial aos antimaláricos. O objetivo desse trabalho foi então avaliar o desempenho dessa metodologia para avaliar a quimiossensibilidade de P. vivax a cloroquina em condições de campo no município de Tucuruí, no Estado do Para. Foram utilizados 44 pacientes positivos para malária vivax, diagnosticados pelo exame de gota espessa, dos quais, após consentimento, foram coletados 5mL de sangue. Uma suspensão de hemácias de cada paciente, preparada em meio de cultura especial (meios RPMI e Waymouth, soro AB+, hematocrito de 1,8%), foi colocada em cultivo in vitro de curto prazo (48 horas), a 37°C e microaerofilia, frente a uma gama de concentrações (2,34-600ng/mL) de cloroquina. As placas foram então congeladas e, posteriormente, os parasitos foram lisados por congelamento e descongelamento, liberando a pLDH. A mensuração da pLDH foi feita por ELISA-sanduiche (DELI-teste), utilizando como anticorpos de captura os monoclonais 6C9 (anti-pLDH de Plasmodium) e 11D (anti-LDH de P. vivax) e como anticorpo de detecção o monoclonal 19G (anti-pLDH de Plasmodium). Os valores de densidade ótica obtidos permitiram, na maioria dos casos, traçar curvas de sensibilidade a droga e o conseqüente calculo da concentração inibitória de 50% (IC50). Do total de amostras, 53,8% apresentaram melhores curvas com o monoclonal 11D e 46,1% com o monoclonal 6C9. Das 44 amostras, 26 (59,2%) permitiram traçar curvas interpretáveis de sensibilidade a cloroquina. O rendimento de 59% pode ser considerado satisfatório em função da conhecida dificuldade de se cultivar P. vivax in vitro, e das precárias condições de infra-estrutura para realização das culturas. Doze (46,2%) dessas 26 amostras apresentaram IC50 superior ao limiar de 100nM, sendo consideradas resistentes. Esse elevado percentual de amostras com perda e sensibilidade a cloroquina é preocupante e indica que esse tipo de avaliação deve ser continuada e estendida a outras localidades para se ter uma caracterização mais clara dessa situação. O DELIteste é o único capaz de avaliar a resistência in vitro do P. vivax e sua utilização em condições de campo pode contribuir para direcionar estratégias terapêuticas para malária em nosso País.

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.

Validação de metodologia analítica para determinação de lumefantrina em plasma e sangue total adsorvido em papel de filtro por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) em pacientes com malária por plasmodium falciparum

Dentre as ferramentas para alcançar o tratamento ótimo para a malária, se destaca a monitorização das concentrações dos antimaláricos nos fluídos biológicos. Ao se considerar que o Coartem® é empregado na terapia de primeira linha para o tratamento da malária falciparum, justifica-se a realização deste estudo que objetivou validar metodologia analítica para determinação de lumefantrina em amostras de sangue total, adsorvidas em papel de filtro, e em plasma, por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), em pacientes com malária por Plasmodium falciparum não complicada, empregando-se extração líquido-líquido. Foram realizados estudos de seletividade, linearidade, curva de calibração, limites de detecção e quantificação, recuperação, precisão intra e inter-ensaio, estabilidade e robustez. As amostras, para o estudo de aplicabilidade do método proposto, foram coletadas de pacientes com malária falciparum utilizando Coartem® (arteméter-20mg + lumefantrina- 120mg) no D3. As condições cromatográficas otimizadas foram: comprimento de onda de 335nm, fluxo 1,2mL/min. e fase móvel composta por acetonitrila-água (60:40, v/v) pH=3,5. A extração líquido-líquido demonstrou ser eficiente, pois a recuperação média foi de 101,3% para plasma e 84,3% para sangue total. O método foi seletivo e linear em intervalo de concentração de 160 a 1760ng/mL. Os limites de detecção e de quantificação foram 32ng/mL e 160ng/mL. O coeficiente de variação médio intra-ensaio, do plasma e sangue total, respectivamente, foram 10,88 e 8,38% e inter-ensaio de 13,21 e 11,78%. O analito demonstrou ser estável em sangue total adsorvido em papel de filtro por até 70 dias. Modificações no pH, fluxo e composição da fase móvel não alteraram significativamente a resolução do analito de interesse, sugerindo uma robustez adequada. O método demonstrou ser eficaz na quantificação de lumefantrina em amostras de sangue total de pacientes com malária falciparum bem como os parâmetros de validação estão de acordo com as recomendações dos órgãos regulamentadores no Brasil.

Marcadores de estresse oxidativo em pacientes com malária por Plasmodium vivax, durante o tratamento com primaquina e cloroquina

No Brasil, o P. vivax representa a maioria dos casos de malária, totalizando quase 90% dos registros nos estados da Amazônia Legal. Vários estudos objetivaram compreender a relação do estresse oxidativo nos pacientes infectados pelo Plasmodium spp com as respostas clínica e parasitológica, pois o papel protetor ou deletério das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio geradas por diferentes mecanismos no decurso da infecção é controverso na fisiopatogenia da malária humana. Entretanto, não há estudos que associem os danos oxidativos e as defesas antioxidantes do hospedeiro na malária vivax não complicada na Amazônia. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar marcadores de estresse oxidativo no decorrer da fase aguda da malária por P. vivax, caracterizando o envolvimento das vias redox, a resposta do hospedeiro humano e a influência da quimioterapia, a fim de testar as hipóteses que os biomarcadores de estresse oxidativo não são alterados no decurso da fase aguda da malária vivax não complicada e a introdução da quimioterapia não contribui para o estresse oxidativo nestes sujeitos. Foi realizado estudo quantitativo longitudinal de casos constituídos por 38 sujeitos com malária por P. vivax adultos, de ambos os gêneros, os quais foram analisados antes, durante e após a instituição da terapia (D0, D2 e D7), comparados a grupo controle de 15 voluntários saudáveis, pareados por gênero e idade. Foram determinados por técnicas espectrofotométricas os teores de metemoglobina, a peroxidação lipídica, a capacidade antioxidante não enzimática total, a atividade da superóxido dismutase, os níveis eritrocitários de glutationa reduzida e da glutationa total plasmática. Comparado ao grupo controle, de maneira significativa, os teores de glutationa reduzida (p=0,004) foram inferiores e a peroxidação lipídica (p<0,001) foi superior, respectivamente. Entretanto, alterações significativas não foram observadas nos teores de metemoglobina, na capacidade antioxidante não enzimática total e na atividade da superóxido dismutase comparados ao grupo controle. Entretanto, com o decorrer do tratamento foram notados aumento significativo dos teores de metemoglobina (p<0,001) e da atividade da superóxido dismutase (p=0,038); porém os níveis de glutationa reduzida eritrocitária estava reduzidos (p=0,007). Além disso, não houve alterações significativas nos níveis da capacidade antioxidante não enzimática total e da glutationta total plasmática com a introdução dos antimaláricos. O nível de estresse oxidativo não foi obtido, uma vez que não foi significativa a correlação da peroxidação lipídica com a capacidade antioxidante não enzimática total durante o tratamento. Conclui-se que o aumento da peroxidação lipídica resultante do dano oxidativo foi contraposto pelo consumo de glutationa eritrocitária antes da introdução da terapia, sugerindo a participação das vias redox na malária vivax não complicada. A instituição da quimioterapia, provavelmente, interferiu no ciclo redox intraeritrocitário, o que foi caracterizado pelo continuo aumento da metemoglobina e da atividade da superóxido dismutase, bem como pela redução dos teores de glutationa reduzida nos eritrócitos.

The correlation between electronic structure and antimalarial activity of tetrahydropyridines

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influenza A/H1N1 vaccination of patients with SLE: can antimalarial drugs restore diminished response under immunosuppressive therapy?

Objective. To assess the efficacy and safety of pandemic 2009 influenza A (H1N1) in SLE under different therapeutic regimens. Methods. A total of 555 SLE patients and 170 healthy controls were vaccinated with a single dose of a non-adjuvanted preparation. According to current therapy, patients were initially classified as SLE No Therapy (n = 75) and SLE with Therapy (n = 480). Subsequent evaluations included groups under monotherapy: chloroquine (CQ) (n = 105), prednisone (PRED) epsilon 20 mg (n = 76), immunosuppressor (IS) (n = 95) and those with a combination of these drugs. Anti-H1N1 titres and seroconversion (SC) rate were evaluated at entry and 21 days post-vaccination. Results. The SLE with Therapy group had lower SC compared with healthy controls (59.0 vs 80.0%; P < 0.0001), whereas the SLE No Therapy group had equivalent SC (72 vs 80.0%; P = 0.18) compared with healthy controls. Further comparison revealed that the SC of SLE No Therapy (72%) was similar to the CQ group (69.5%; P = 0.75), but it was significantly reduced in PRED epsilon 20 mg (53.9%; P = 0.028), IS (55.7%; P = 0.035) and PRED epsilon 20 mg + IS (45.4%; P = 0.038). The concomitant use of CQ in each of these later regimens was associated with SC responses comparable with SLE No Therapy group (72%): PRED epsilon 20 mg + CQ (71.4%; P = 1.00), IS + CQ (65.2%; P = 0.54) and PRED epsilon 20 mg + IS + CQ (57.4%; P = 0.09). Conclusion. Pandemic influenza A H1N1/2009 vaccine response is diminished in SLE under immunosuppressive therapy and antimalarials seems to restore this immunogenicity.

Synthesis and Antiplasmodial Activity of Betulinic Acid and Ursolic Acid Analogues

More than 40% of the World population is at risk of contracting malaria, which affects primarily poor populations in tropical and subtropical areas. Antimalarial pharmacotherapy has utilised plant-derived products such as quinine and artemisinin as well as their derivatives. However, worldwide use of these antimalarials has caused the spread of resistant parasites, resulting in increased malaria morbidity and mortality. Considering that the literature has demonstrated the antimalarial potential of triterpenes, specially betulinic acid (1) and ursolic acid (2), this study investigated the antimalarial activity against P. falciparum chloroquine-sensitive 3D7 strain of some new derivatives of 1 and 2 with modifications at C-3 and C-28. The antiplasmodial study employed flow cytometry and spectrofluorimetric analyses using YOYO-1, dihydroethidium and Fluo4/AM for staining. Among the six analogues obtained, compounds 1c and 2c showed excellent activity (IC50 = 220 and 175 nM, respectively) while 1a and b demonstrated good activity ( IC50 = 4 and 5 mu M, respectively). After cytotoxicity evaluation against HEK293T cells, 1a was not toxic, while 1c and 2c showed IC50 of 4 mu M and a selectivity index (SI) value of 18 and 23, respectively. Moreover, compound 2c, which presents the best antiplasmodial activity, is involved in the calcium-regulated pathway(s).

Lupus erythematosus panniculitis in children and adolescents

Introduction: Lupus erythematosus panniculitis (LEP) or lupus erythematosus profundus is a rare form of chronic cutaneous manifestation affecting both adults and pediatric patients. The prevalence of this manifestation was seldom reported in juvenile systemic lupus erythematosus (JSLE). Case reports: From January 1983 to December 2010, 5,506 patients were followed at the Pediatric Rheumatology Unit of our University Hospital and 278 (5%) of them met the American College of Rheumatology classification criteria for JSLE. Two (0.7%) of them had LEP at JSLE onset. These two cases had tender deep inflammatory subcutaneous nodules or plaques at the time of diagnosis, and the histopathologic pattern evidenced lobular or mixed panniculitis with lymphocytic inflammatory cells of the fat lobule. Treatments for LEP included mainly antimalarials, systemic corticosteroids and sunscreen protection. One male patient required thalidomide and immunosuppressive drugs, including mycophenolate mofetil, cyclosporin and intravenous cyclophosphamide. However, skin lesions improved only after rituximab treatment. Discussion: LEP was rarely observed in our cohort of JSLE patients as the first lupus manifestation. Anti-CD20 monoclonal antibody therapy may be an option for refractory LEP treatment in children.

Hydroxychloroquine reduces low-density lipoprotein cholesterol levels in systemic lupus erythematosus: a longitudinal evaluation of the lipid-lowering effect

The influence of antimalarials on lipids in systemic lupus erythematosus (SLE) has been identified in several studies but not in many prospective cohorts. The aim of this study was to longitudinally determine the effect of antimalarials on the lipoprotein profile in SLE. Patients and methods: Fasting total cholesterol (TC), triglycerides (TG), high-density lipoprotein (HDL) and low-density lipoprotein cholesterol (LDL) plasma levels were determined at entry and after 3 months of hydroxychloroquine (HCQ) treatment in a longitudinal evaluation of 24 patients with SLE. Results: a significant decrease in TC (198 +/- 33.7 vs. 183 +/- 30.3 mg/dl, p = 0.023) and LDL levels (117 +/- 31.3 vs. 101 +/- 26.2 mg/dl, p = 0.023) were detected after the 3 months of HCQ therapy. The reduction of 7.6% in TC (p = 0.055) and 13.7% in LDL levels (p = 0.036) determined a significant decrease in the frequency of dyslipidemia (26% vs. 12.5%, p = 0.013) after HCQ therapy. Conclusion: This longitudinal study demonstrated the beneficial effect of antimalarials on lipids in SLE since this therapy induced a reduction of atherogenic lipoproteins. Lupus (2012) 21, 1178-1182.

PReS-FINAL-2177: Safety and lack of autoantibody production following influenza H1N1 vaccination in patients with juvenile idiopathic arthritis (JIA)

Introduction Vaccination is an effective tool against several infectious agents including influenza. In 2010, the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP) recommended influenza A H1N1/2009 immunization for high risk groups, including juvenile idiopathic arthritis (JIA) patients and more recently the EULAR task force reinforced the importance of vaccination in immunosuppressed pediatric rheumatologic patients. We have recently shown that Influenza A H1N1/2009 vaccination generated protective antibody production with short-term safety profile among 93 JIA patients, but the possible impact of the vaccine in autoimmune response in JIA have not been studied. Therefore, we aimed to assess the production of some autoantibodies generated following influenza H1N1 vaccination in JIA patients. Objectives To assess the autoimmune response and H1N1 serology following influenza H1N1 vaccination in patients with JIA. Methods Cepa A/California/7/2009 (NYMC X-179A) anti-H1N1 was used to vaccinate JIA patients: 1 dose of immunization was given to all participants and those <9yrs of age received a second booster 3 weeks apart. Sera were analyzed before and 3 weeks following complete vaccination. Serology against H1N1 virus was performed by hemagglutination inhibition antibody assay, rheumatoid factor (RF) by latex fixation test, antinuclear antibodies (ANA) by IIF, IgM and IgG anticardiolipin (aCL) by ELISA.Results Among 98 JIA patients that were vaccinated, 58 sera were available for this study. Mean age of 58 JIA patients was 23.9 ± 9.5 yrs, 38 were females and 20 males with mean disease duration of 14.7 ± 10.1 yrs. JIA subtypes were: 33 (57%) poliarticular, 10 (17%) oligoarticular, 6 (10%) systemic and 9 (16%) other. Sixteen patients were off drugs while 42 (72%) were under different pharmacotherapy: 32 (55%) were on 1 DMARD/IS, 10 (17%) on 2 DMARDs/IS, 19 (33%) antimalarials, 29 (50%) MTX, 8(14%) sulfasalazine, 6 (10%) anti-TNFs, 4 (7%) abatacept; no patient was using prednisone >0.5 mg/kg/d. Seroprotection rates against H1N1 influenza increased from 23 to 83% and seroconversion rates were achieved in 78% JIA. Prior to vaccination, 31(53.4%) JIA patients were ANA+, 6(10.3%) RF+, and 4 (7%) IgM + IgG aCL+. After complete H1N1 vaccination, positivity for ANA remained the same whereas 1 patient became negative for IgG aCL, and another for RF, IgM and IgG aCL. One (1.7%) patient turned low titer IgG aCL+. Conclusion Vaccination of JIA patients against pandemic influenza A (H1N1) generated successful protective antibody production without the induction of autoantibody production, except for 1 patient that became positive for low titer IgG aCL, supporting its safety.

Assay of β-hematin formation by malaria parasite

Novel leads are urgently required for designing antimalarials due to the reduced efficacy of presently available drugs. The malaria parasite has a unique reaction of heme polymerization, which has attracted much attention in the recent past as a target for the design of antimalarial drugs. The process is hampered by non-availability of a proper assay method. Currently available methods are cumbersome and require advanced instrumentation or radioactive substrates. Here, we are describing an assay for hemozoin formation that is simple and reproducible. This assay has routinely been used by us for the identification of potential compounds with antimalarial activity.

Artemisinin, an endoperoxide antimalarial, disrupts the hemoglobin catabolism and heme detoxification systems in malarial parasite

Endoperoxide antimalarials based on the ancient Chinese drug Qinghaosu (artemisinin) are currently our major hope in the fight against drug-resistant malaria. Rational drug design based on artemisinin and its analogues is slow as the mechanism of action of these antimalarials is not clear. Here we report that these drugs, at least in part, exert their effect by interfering with the plasmodial hemoglobin catabolic pathway and inhibition of heme polymerization. In an in vitro experiment we observed inhibition of digestive vacuole proteolytic activity of malarial parasite by artemisinin. These observations were further confirmed by ex vivo experiments showing accumulation of hemoglobin in the parasites treated with artemisinin, suggesting inhibition of hemoglobin degradation. We found artemisinin to be a potent inhibitor of heme polymerization activity mediated by Plasmodium yoelii lysates as well as Plasmodium falciparum histidine-rich protein II. Interaction of artemisinin with the purified malarial hemozoin in vitro resulted in the concentration-dependent breakdown of the malaria pigment. Our results presented here may explain the selective and rapid toxicity of these drugs on mature, hemozoin-containing, stages of malarial parasite. Since artemisinin and its analogues appear to have similar molecular targets as chloroquine despite having different structures, they can potentially bypass the quinoline resistance machinery of the malarial parasite, which causes sublethal accumulation of these drugs in resistant strains.