Modulation of the oxidative stress in malaria infection by clotrimazole

Antimycotic clotrimazole (CTZ) has demonstrated remarkable activity against Plasmodium falciparum in vitro and in vivo. Hemoglobin degradation by Plasmodium parasites makes amino acids available for protein synthesis, inducing oxidative stress in infected cells and producing free heme. These events represent biochemical targets for potential antimalarials. In this study, we have tested the ability of CTZ to modify the oxidative status in Plasmodium berghei-infected erythrocytes. After hemolysis, activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione cycle and NADPH+H+-producing dehydrogenases were investigated using UV-visible spectrophotometry. Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were evaluated as a marker of lipid damage. Results showed that CTZ significantly decreased the overall activity of 6-phosphagluconate dehydrogenase (6PGD) compared to infected and non-treated cells; consequently, the glutathione cycle was inhibited, leaving the parasite vulnerable to the oxidative stress originating from hemoglobin degradation. As a compensatory response, CTZ prevented some loss of SOD and CAT activities in infected cells. The infection triggered lipid peroxidation in erythrocytes, which was decreased by CTZ. These results suggest the presence of a redox unbalance in cells treated with CTZ, discussing a possible effect of this compound disturbing the oxidative status in a Plasmodium berghei-infection.

O antifúngico clotrimazol (CTZ) tem demonstrado notável atividade contra Plasmodium falciparum. A degradação da hemoglobina por Plasmodium para a obtenção dos aminoácidos necessários à síntese protéica induz estresse oxidativo em eritrócitos devido à liberação de hemos oxidantes. Estes eventos representam alvos bioquímicos para a produção de antimaláricos potenciais. Neste estudo, testamos a capacidade do CTZ para modificar o estado oxidativo em eritrócitos infectados com Plasmodium berghei. Depois da hemólise, as atividades da superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), desidrogenases produtoras de NADPH+H+ e do ciclo de glutationa (GSH) foram investigados. A produção das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) foi avaliada como marcador de dano lipídico. Os resultados mostraram que o CTZ diminuiu a atividade da 6-fosfogliconato desidrogenase (6PGD), em comparação com eritrócitos infectados e não tratados. Consequentemente, o ciclo da GSH foi inibido, tornando os parasitas vulneráveis ao estresse oxidativo resultante da degradação da hemoglobina. Como resposta compensatória, CTZ impediu a perda de atividade da SOD e CAT nas células infectadas. A infecção induz peroxidação lipídica nos eritrócitos, sendo esta diminuída pelo CTZ. Estes resultados sugerem a existência de desequilíbrio redox nas células tratadas com CTZ, interferindo, assim, com o estado oxidativo verificado durante a infecção malárica.

¿La hemozoína, presente y futuro? / ¿Hemozoin present and future

La malaria es una enfermedad causada por parásitos del género Plasmodium estos parásitos tienen un ciclo intraeritocítico en el hospedador vertevrado. En el glóbulo rojo, el parásito ingiere la hemoglobina, obteniendo aminácidos y formando hemozoína. La hemozoína es un un material microcristalino oscuro, de color marrón amarillento, insoluble en agua, no tóxico, producido en la vacuola parasitófora del Plasmodium; este compuesto producido por el Plasmodium carece de la toxicidad que tiene el grupo hemo para el parásito. Asimismo se ha evidenciado que la hemozoína es una sustancia inmuno moduladora que tiene diversos efectos, como mediar la activación y migración de neutrófilos, incrementar la producción de óxido nítrico, inducir la activación de mataloproteínas 9, inducir la secreción de diferentes mediadores proinflamatorios, alterar las funciones de los monocitos y macrófagos humanos, tales como el estallido oxidativo, eliminación de bacterias, presentación de antígenos y la habilidad de diferenciarse a células dendríticas funcionales; por lo que la hemozína tiene efectos duales, tanto activadores como supresores de la respuesta inmune. Asimismo, la hemozoína es unblanco terapéutico potente, ya que los fármacos que inhiban su formación provocan toxicidad al parasíto e incluso la muerte del mismo.

Malaria is a disease caused by parasites of the genus Plasmodium. These parasites have intraerythrocytic cycle in the vertbrate host. In the red cell, the parasite ingests hemoglobin, obtaining amino acids and formin hemozoin. The microcrystaline material hemozoin is a dark, yellowish brown, insoluble in water, nontoxic, produced in the Plasmodium parasitophorous vacuole, this compound produced by Plasmodiun lacks the toxicity that has heme to the parasite. It has also been shown that hemozoin is an immune modulating substance that has different ffects, mediating the neutrophils activation and migration, increased nitric oxide production, induce activation of metallproteinase-9, induce the secretion of various proinflammatory mediators, alter the funcions of human monocytes and macrophages such as oxidative burst, removing bacteria, antigen presentation and the ability to differentiate into functional dendritic cells, so the hemozoin has dual effects, both activators and suppressors of the immune response. Also, the hemozoin is a potent therapeutic target, since rugs that inhibit their formation causes toxicity to the parasite and even death itself.

Redução voltamétrica de artemisinina e sua interação com grupo heme (hemina) / Voltammetric reduction of artemisinin and its interaction with heme (hemin)

A malária é a endemia tropical mais devastadora do mundo e esse quadro é agravado pela ausência de tratamento eficaz. Entretanto, a resistência dos plasmódios à artemisinina não apresenta relevância clínica e seu mecanismo de ação está associado ao grupo heme, com formação de radicais livres e rompimento da ponte endoperóxido. O comportamento voltamétrico da artemisinina foi estudado por voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada. O fármaco é irreversivelmente reduzido em eletrodos de carbono vítreo e os valores de potencial de pico não sofrem influência da acidez do meio, porém observou-se o maior valor de corrente em pH 6,0. O comportamento voltamétrico da artemisinina foi significativamente alterado na presença do grupo heme, provocando uma antecipação de seu pico de redução em cerca de 600 mV. Por voltametria de onda quadrada observou-se que este novo pico foi sensível à adição crescente de concentração de hemina, atingindo valor de corrente cerca de 10 vezes maior em relação ao pico original da artemisinina, numa relação de concentração de 20 mmol/L para o primeiro e 50 mmol/L do segundo. Além disso, resultados indicaram que esse processo eletrocatalítico ocorreu pela formação de Fe(II)-hemina na superfície do eletrodo, com provável processo de eletro-polimerização da hemina sobre o eletrodo de carbono vítreo. Esse efeito adsortivo foi avaliado a partir da estimativa da concentração superficial (G) de hemina sobre o eletrodo de trabalho em pH 6,0. A modificação do eletrodo de carbono vítreo por hemina mostrou que a interação entre artemisinina e o grupo heme ocorre predominantemente sobre a superfície do eletrodo e não em solução. Portanto, esclarecer o mecanismo de ação da artemisinina é importante para o planejamento e desenvolvimento de novos agentes antimaláricos.

Malaria is the tropical disease most devastating of the world and this situation is worsened by the absence of effective treatment. However, the plasmodium resistance to artemisinin does not show clinical relevance. The drug mechanism of action is associated to the heme group, with free radical formation and endoperoxide moiety breakage. The voltammetric behavior of artemisinin was studied by cyclic and square-wave voltametries. This drug was irreversibly reduced on glassy carbon electrode and the peak potential values are pH independent, however the biggest value of current peak was observed at pH 6.0. The voltammetric behavior of artemisinin was significantly changed in the heme group presence, provoking an anticipation of about 600 mV on cathodic peak. By square-wave voltammetry it was observed that this new peak was sensitive to the hemin concentration, reaching a value around 10 times larger regarding the original cathodic peak of artemisinin, being the concentration of 20 mmol/L for the former and 50 mmol/L for the latter. In addition, results indicated that this electro-catalytic process depends on the Fe(II)-hemin formation on the electrode surface, indicating the possible electro-polymerization of hemin on the glassy carbon electrode. This adsorptive effect was evaluated from the superficial concentration (G) estimation of the hemin on the working electrode at pH 6.0. The modification of the glassy carbon electrode using hemin showed that the interaction between artemisinin and the heme group predominantly occurs on the electrode surface and not in solution. Therefore, clarifying artemisinin mechanism of action is important in order to contribute for the design and development of new antimalarial agents.

The use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs and the occurrence of gastric lesions among patients undergoing upper endoscopy in a university hospital in Brazil

BACKGROUND: Nonsteroidal anti-inflammatory drugs are widely used in Brazil in spite of the known risks associated with their use, but investigation of their side effects conducted in this country has been far from sufficient. This study investigates the use of NSAIDs among patients undergoing upper endoscopy in the Hospital das Clínicas of the Federal University of Minas Gerais and the association of this use with the endoscopic diagnosis of gastric erosions, gastric erosions with hematin pigmentation, and gastric ulcer. METHODS: The cross-sectional methodological approach was used; 533 patients aged 17 or older were interviewed, between June and December, 2000. Data were submitted to bivariate and multivariate analyses. RESULTS: More than two thirds of the interviewed population reported the use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs in a period of 1 month before the upper endoscopy. The most used nonsteroidal anti-inflammatory drugs were acetylsalicylic acid and diclofenac. An association was clearly shown between the use of these drugs and the occurrence of the studied lesions, with the latter attaining significance. There was also a significant association between nonsteroidal anti-inflammatory drugs use for a period greater than 15 days and the occurrence of the gastric lesions, with a higher odds ratio than for the other comparisons. CONCLUSIONS: The results suggest that nonsteroidal anti-inflammatory drugs have a significant association with the occurrence of the gastric lesions and point to the need of further study of this issue in Brazil.

INTRODUÇÃO: No Brasil são bastante evidentes os riscos associados ao uso de medicamentos. No entanto, tal questão não é devidamente privilegiada no campo da investigação científica. O presente estudo se refere ao uso de antiinflamatórios não-esteróides, fármacos amplamente utilizados no país. O objetivo foi investigar o uso de antiinflamatórios não-esteróides entre pacientes submetidos à endoscopia digestiva alta no Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais e sua associação com a ocorrência de erosões gástricas, erosões gástricas com pigmento de hematina e úlcera gástrica. MÉTODOS: Estudo transversal em que 533 pacientes com idade igual ou superior a 17 anos foram entrevistados no período de junho a dezembro de 2000. Os dados foram submetidos às análises bivariada e multivariada. RESULTADOS: Mais de dois terços da população entrevistada relatou o uso de antiinflamatórios não-esteróides no período de um mês anterior à endoscopia digestiva alta. Os antiinflamatórios mais utilizados foram o ácido acetilsalicílico e o diclofenaco. Evidenciou-se uma associação positiva e significativa entre o uso desses fármacos e a ocorrência das lesões em questão. Ao se avaliar a associação entre o uso de antiinflamatórios não-esteróides por um período superior a 15 dias e a ocorrência das lesões gástricas, esta foi positiva e significativa, apresentado odds ratio superiores àqueles apresentados para as associações anteriores. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que os antiinflamatórios não-esteróides têm uma associação significativa com a ocorrência de lesões gástricas e apontam para a necessidade de aprofundamento no estudo desta questão no Brasil.

Efecto de la hemina-arginina y el QF12 en la incorporación de 59 Fe en los eritrocitos de ratones / Effect of hemin-arginine and QF12 on the incorporation of 59 Fe in mice erythrocytes

Se estudió el efecto de 2 compuestos de hemina obtenidos en el Centro de Química Farmacéutica: la hemina-arginina y el QF12, en el porcentaje de incorporación de 59 Fe a los eritrocitos circulantes de ratones normales. Se observó diferencia estadísticamente significativa entre todos los grupos al segundo día (p = 0,022). En las pruebas a posteriori, se encontró que el porcentaje de incorporación de 59 Fe promedio del grupo que recibió el QF12 a 6 mg/kg fue significativamente mayor que el que se obtuvo con el placebo (p = 0,021) y significativamente mayor que los encontrados con la hemina-arginina a 3 mg/kg (p = 0,021) y con la hemina-arginina a 6 mg/kg (p = 0,016), al segundo día después de la inyección del 59 Fe. La obtención del QF12, primer compuesto hemínico cubano, y el éxito obtenido en su primer ensayo preclínico, permitieron realizar la solicitud de su patente

Quenching of the intrinsic fluorescence of bovine serum albumin by chlorpromazine and hemin

The binding of chlorpromazine (CPZ) and hemin to bovine serum albumin was studied by the fluorescence quenching technique. CPZ is a widely used anti-psychotic drug that interacts with blood components, influences bioavailability, and affects function of several biomolecules. Hemin is an important ferric residue of hemoglobin that binds within the hydrophobic region of albumin with high specificity. Quenching of the intrinsic fluorescence of bovine serum albumin (BSA) was observed by selectively exciting tryptophan residues at 290 nm. Emission spectra were recorded in the range from 300 to 450 nm for each quencher addition. Stern-Volmer graphs were plotted, and the quenching constant estimated for BSA solution titrated with hemin at 25ºC was 1.44 (± 0.05) x 10(5) M-1. Results showed that bovine albumin tryptophans are not equally accessible to CPZ, in agreement with the idea that polar or charged quenchers have more affinity for amino acid residues on the outer wall of the protein. Hemin added to albumin solution at a molar ratio of 1:1 quenched about 25 percent of their fluorescence. The quenching effect of CPZ on albumin-hemin solution was stronger than on pure BSA. This increase can be the result of combined conformational changes in the structure of albumin caused firstly by hemin and then by CPZ. Our results suggest that the primary binding site for hemin on bovine albumin may be located asymmetrically between the two tryptophans along the sequence formed by subdomains IB and IIA, closer to tryptophan residue 212.

Efecto in vitro de la hemina sobre la proliferación de los linfocitos humanos / Effect in vitro of hemin on the proliferation of human lymphocytes

Se estudió el efecto in vitro de la hemina sobre los linfocitos humanos. Se seleccionaron 30 donantes del Banco de Sangre del Instituto de Hematología e Inmunología a los que se les realizaron las pruebas de roseta activa, transformación blástica con criterio de timidina tritiada y la expresión de los antígenos de activación HLA-DR y CD-25 por el ultramicrométodo inmunocitoquímico en presencia y ausencia de la hemina. Se hallaron diferencias estadísticamente significativas en las condiciones experimentales con y sin hemina. Se comprobó que la hemina sola es capaz de promover la transformación blástica, aumentar la formación de roseta activa y aumentar la expresión de los antígenos de activación HLA-DR y CD25. En la literatura revisada no se hallaron resultados similares a los expresados anteriormente. La hemina es un producto capaz de activar a los linfocitos humanos induciendo su proliferación, y por lo tanto, la expresión de antígenos de activación. Se sugiere realizar estudios preclínicos y clínicos para evaluar la hemina como un probable medicamento para el tratamiento de las inmunodeficiencias celulares.

Crisis porfirica: experiencia con 30 episodios / Porphyric crisis: Experience of 30 episodes

Se revisa la experiencia con 30 crisis porfíricas en 25 pacientes atendidos a partir de 1967. Veintiún pacientes tuvieron 1 crisis, tres presentaron 2 y uno 3 de estos episodios. En todos los enfermos el diagnóstico de porfiria se planteó en relación a una crisis, aunque muchos de ellos tenían antecedentes familiares y/o manifestaciones clínicas previas de la enfermedad. Hubo claro predominio (80 por ciento) de mujeres, pero ellas son, también, mayoría entre las porfirias agudas. Los síntomas más fecuentes fueron: dolor abdominal, taquicardia, orína obscura, trastornos neuropsíquicos e hipertensión arterial.El compromiso neurológico obligó al uso de respirador en 9 episodios (33 por ciento) que se mantuvo en 2 pacientes por 4 meses. En 6 crisis (20 por ciento) no hubo manifestaciones neurológicas. Entre los exámenes de laboratorio destacó la hiponatremia por su frecuencia (53.4 por ciento) e intensidad. Se observó elevación del portobilinógeno urinario, requisito para el diagnóstico, entre 15 y 130 veces el valor normal. Las complicaciones sépticas, como neumonía, septicemia e infección urinaria, fueron frecuentes (50 por ciento). Factores sospechosos de haber desencadenado episodios de crisis, fueron: drogas, habitualmente más de 2, en el 50 por ciento de los casos; embarazo en el 30 por ciento de las mujeres y, en menor proporción, ejercícios intensos e intervenciones quirúrgicas. En 10 pacientes no se identificaron o informaron factores desencadenantes de crisis. No es claro el rol del embarazo, parto o puerperio en producir crisis, por cuanto las pacientes que presentaron crisis relacionadas con ellos tuvieron otros 15 embarazos sin incidentes. Además, en el embarazo que se acompañó de crisis siempre estuvo presente una o más drogas potencialmente desencadenantes. La primera medida terapéutica empleada fue la administración, oral o endovenosa, de sobrecarga de hidratos de carbono y, si no hubo respuesta, se indicó infusión endovenosa de Hematina. Cuatro (13.3 por ciento) pacientes fallecieron aunque recibieron Hematina, pero ésta fue administrada tardiamente por demora en el diagnóstico. En los pacientes que sobrevivieron no hubo secuelas orgánicas de ningún tipo.

Estudos espectroscopicos da agregacao de ferriprotoporfirina IX em meio aquoso e em membranas. Implicacoes para o mecanismo de lise celular / Spectroscopic studies of ferriprotoporphyrin IX in aqueous media in membranes. Implications for the mechanism of cell lysis

A tese descreve o estudo da agregacao de hemina (ferriprotoporfirina IX) em meio aquoso e em presenca de membranas. Foi estudada a dependencia de efeitos causados por hemina em bicamadas lipidicas (catalise de peroxidacao lipidica, alteracoes estruturais e de permeabilidade) do estado de agregacao desse composto. Foram empregadas tecnicas de espectroscopia optica e de ressonancia paramagnetica eletronica (e marcadores de spin). Foram utilizados lipossomos multilamelares, vesiculas unilamelares e membranas planas como modelos de membranas. Verificou-se que a agregacao de hemina em meio aquoso aumenta com o abaixamento do pH e com o aumento da forca ionica em presenca de membranas. A catalise de peroxidacao lipidica e efetuada por hemina monomerica ou dimerica , enquanto que agregados maiores se intercalam na bicamada aumentando a desordem e, consequentemente, a permeabilidade. Os resultados obtidos fornecem uma hipotese para o mecanismo, a nivel molecular da lise celular causada por hemina

El tratamiento de las porfirias / The treatment of porphyries

Las porfirias ocurren por didminución, genética o adquirida, de la actividad enzimática en la síntesis del grupo Heme. Según la enzima alterada se produce alguna de las siguientes variedades principales:cutánea tarda, variegata, aguda intermitente, coproporfiria, protoporfiria, por déficitde porfobilinógenosintetasa (def PBG-s) y eritropoyética. Eatas enfermedades se expresan clínicamente por síntomas cutáneos y las llamadas "crisis agudas". Los primeros, que se presentan en la porfiria cutánea tarda protoporfiria y acompañando a las crisis agudas en las formas variegata y coproporfiria, consisten en fotosensibilidad, hipertricosis, labilidad cutánea, hipo o hiperpigmentación. Las crisis agudas, presentes en variegata, coproporfiria y def PBG-s, consisten en episodios agudos de síntomas abdominales, psíquicos, neurológicos, cardiovasculares acompañados de orinas oscuras y secresión inadecuada de hormona antidiurética causante de hiponatremia. Los síntomas cutáneos se previenen con protección a la radiación luminosa con ropas y /o filtros, con la abstención de consumo de alcohol, drogas y fármacos,en especial estrógenos. Se tratan con remoción de hierro mediante flebotomías, administración de cloroquina en dosis bajas o S-adenosin L-metona. Otros compuestos propuestos, como caroteno y sales biliares no han presentado un claro beneficio. Las crisis se previenen evitando los factores que las desencadenan como son ciertos fármacos, embarazos, ayunos, ejercicios desmedidos, etc. Se tratan administrando sobrecarga de hidratos de carbono o hematina, que frenan la vía metabólicadel Heme. En el tratamiento sintomático destaca el propanolol para control de la hipertensión y taquicardia y la clorpromazina para los síntomas psíquicos. Important son la asistencia nutricional y de enfermería y el tratamiento de la hipertensión y la hiponatremia

Hematina en el tratamiento de la crisis aguda de la intoxicación plúmbica / Hematin in the treatment acute crisis the lead intoxication

Se trató exitosamente con hematina la crisis aguda en un paciente en estado de impregnación crónica por plomo. El paciente no había respondido previamente al tratamiento convencional de analgésicos y B-bloqueadores. Ocho horas después de la infusión intravenosa de 300 mg de hematina desaparecieron totalmente los síntomas abdominales y musculares. Este novedoso tratamiento de las crisis agudas de las intoxicaciones plúmbicas, está basado en el concepto de que la alteración de la biosíntesis del hemo es la más importante alteración metabólica en la intoxicación por plomo, y que, al igual que en las crisis agudas porfíricas, existiría una severa depleción del hemo, afectando la actividad de numerosas hemoproteínas, que podría explicar la sintomatología de esta intoxicación. Paralelamente a la mejoría clínica y dentro de las 30h posteriores a la infusión de hematina, se observó una importante normalización de la excreación de porfirinas y precursores. Sin embargo, la excreación urinaria de ácido 8 aminolevulínico y de porfobilinógeno volvió a elevarse a los niveles similares a los del comienzo de la crisis, pero sin observar manifestaciones clínicas.

Porfiria aguda intermitente: relato de um caso / Acute intermittent porphyria: report of a case

É relatado um caso de porfiria aguda intermitente. Descrevem-se os seus aspectos clínico-laboratoriais, ressaltando-se as medidas terapêuticas atuais que säo utilizadas. Infelizmente, na maioria dos casos, o prognóstico é reservado

Porfirias hepáticas / Hepatic porphyrias

Las porfirias hepáticas son afecciones metabólicas de baja prevalencia. Sin embargo, en Chile se ha ido conformando una casuística importante y creciente, en la medida que se ha divulgado el conocimiento y los recursos diagnósticos de estas afecciones. En nuestro país se han descrito casos de las 6 principales variedades de porfiria. La sintomatología de estas afecciones es abundante y multisistémica. Ella puede ser limitante de una vida normal e incluso invalidante y con compromiso estético si existe un componente cutáneo externo. En las variedades que se acompañan de crisis agudas puede haber amenaza de muerte si no se diagnostican y tratan oportuna y adecuadamente. Las variedades cutánea tarda y protoporfiria cursan frecuentemente con daño hepático y con notable gravedad. El diagnóstico de porfiria se sospecha clínicamente , pero por la inespecificidad de de sus síntomas y signos bebe confirmarse con los correspondientes exámenes de laboratorio. Los pacientes portadores de porfiria pueden excretar cantidades normales de porfirias o de sus precursores, pero raramente de todas ellas. En ocaciones, un paciente en estado de su enfermedad puede tener secreción normal de todas las porfirias y precursores. Por otra parte, es posible observar hiperporfirinuria en afecciones distintas de las prorfirias. Medidas preventivas y terapias simples pero oportunas pueden aliviar los síntomas y evitar la muerte. Entre estas es posible destacar la sobrecarga de hidratos de carbono y la infusión de hematina en las crisis agudas y la práctica de sangrías o la administración de cloroquina en las formas con compromiso cutáneo