Parasitological and immunological evaluation of a quinoline derivative salt incorporated into a polymeric micelle formulation against Leishmania infantum infection

Abstract

Leishmaniasis is a parasitic disease caused by Leishmania protozoa, which presents a large spectrum of clinical manifestations. In the present study, a quinoline derivative salt named N-(2-((7-chloroquinolin-4-yl)amino)ethyl)-N-(prop-2-yn-1-yl)prop-2-yn-1-aminium chloride or QDS3 was in vitro and in vivo tested against L. infantum by means of its incorporation in Poloxamer 407-based polymeric micelles (QDS3/M) . The in vitro antileishmanial activity of QDS3 and QDS3/M was investigated in L. infantum promastigotes, axenic amastigotes and infected macrophages. BALB/c mice were infected with L. infantum, and parasitological parameters were evaluated 1 and 15 days post-treatment by determining the parasite load by a limiting dilution assay, besides a quantitative PCR (qPCR) method. Immunological response was assessed based on production of cellular cytokines, as well as by quantification of nitrite levels and specific antibodies. In vitro results showed that QDS3 free or in micelles presented effective antileishmanial action against both parasite stages, being more effective in amastigotes. In vivo data showed that treatment using QDS3 or QDS3/M reduced the parasite load in the livers, spleens, draining lymph nodes (dLN) and bone marrows of the treated animals, 1 and 15 days after treatment, when compared to values found in the control groups. Additionally, treated mice developed a polarized Th1-type immune response, with higher levels of IL-12, IFN-γ, GM-CSF and nitrite, besides high production of specific IgG2a antibodies, when compared to the controls. Parasitological and immunological data obtained using the micellar composition were better than the others. In conclusion, QDS3, mainly when applied in a delivery adjuvant system, could be considered for future studies as therapeutic candidate against VL. Supplementary Information The online version contains supplementary material available at 10.1007/s00436-022-07544-1.

High Selectivity of 8-Hydroxyquinoline on Leishmania (Leishmania) and Leishmania (Viannia) Species Correlates with a Potent Therapeutic Activity In Vivo

“…In contrast to IFN-γ, it was seen that animals treated with 8-HQ exhibited a reduction in IL-4 levels compared to the infected control; despite a low concentration of IL-4 in the treatment, it is also important to observe that treatment with 20 mg/kg of 8-HQ increased the IL-4 levels, but even so, this group still produced higher amounts of IFN-γ than IL-4. Previous studies conducted with quinoline derivatives entrapped in micelle systems pointed to a high therapeutic activity associated with the development of a Th-1 immune response [ 47 , 57 ], which clearly potentialized the leishmanicidal activity of the treatment. These data reinforce that 8-HQ as well as other structurally related molecules can be used as an alternative molecule to treat cutaneous leishmaniasis.…”

Perspectivas Para O Desenvolvimento De Novos Sistemas De Delivery Para O Tratamento Das Leishmanioses

“…Em outro estudo, avaliou-se a eficácia in vivo de um sal derivado de qunolina (QDS3) com atividade in vitro promissora para as espécies de L. amazonensis e L. infantum (CALIXTO et al, 2018: RIBEIRO ANTINARELLI et al, 2022. Os resultados in vivo demonstraram que que a formulação do QDS3 em micelas de Poloxâmero P407 foi altamente eficaz no tratamento de camundongos Balb/C infectados com L. infantum, reduzindo expressivamente a carga parasitária no fígado, baço, linfonodos de drenagem (dLN) e medula óssea, 1 e 15 dias após o tratamento, em comparação com o tratamento com a molécula na sua forma livre.…”

“…O conhecimento científico da área da saúde (médica, odontológica e farmacêutica) no campo de nanotecnologia tem avançado rapidamente nos últimos anos, encontrando aplicações em diversas finalidades, tais como: desenvolvimento de dispositivos biomédicos (sistemas de hemodiálise, biossensores, tubos de circulação sanguínea), produtos odontológicos (materiais para implantes e prótese dentária), materiais implantáveis (próteses ortopédicas, fios de sutura, placas, válvulas cardíacas, lentes), dispositivos para liberação controlada de medicamentos e vacinas (na forma de partículas, implantes subdérmicos e filmes), kits de diagnóstico ultra sensíveis e rápidos usando nano sensores, dentre outras. Estima-se que nos próximos anos metade do setor farmacêutico dependerá de nanomateriais para o desenvolvimento de novos produtos farmacêuticos com potencial de movimentar em torno de 1,3 trilhões de dólares do mercado farmacêutico mundial (ROSSI-BERGMANN, 2008;FENTON et al, 2019).…”

“…No caso da leishmaniose visceral, o tratamento adequado é fundamental para impedir a evolução para quadros graves e com elevada letalidade (MURRAY et al, 2005). Dentre as principais limitações que impedem a aprovação para uso clínico de fármacos com efeito terapêutico comprovado são os efeitos tóxicos resultantes da ação inespecífica sobre células humanas sadias o que pode levar à ocorrência de uma série de efeitos colaterais; além Página 162 de problemas relacionados a farmacocinética como a sua rápida metabolização no organismo, baixa solubilidade plasmática e/ou baixa biodisponibilidade no organismo (ROSSI-BERGMANN, 2008).…”