The effect of memantine, an antagonist of the NMDA glutamate receptor, in in vitro and in vivo infections by Trypanosoma cruzi.

Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, is a neglected tropical disease that affects 5-6 million people in endemic areas of the Americas. Presently, chemotherapy relies on two compounds that were proposed as trypanocidal drugs four decades ago: nifurtimox and benznidazole. Both drugs are able to eliminate parasitemia and to avoid seroconversion in infected people when used in the acute phase; however, their use in the chronic phase (the time when the majority of cases are diagnosed) is limited due to their serious side effects. Memantine is a glutamate receptor antagonist in the central nervous system of mammals that has been used for the treatment of Alzheimer's disease. Our group previously reported memantine as a trypanocidal drug that is able to induce apoptosis-like death in T. cruzi. In the present work, we further investigated the effects of memantine on the infection of RAW 264.7 macrophages and in vivo (in BALB/c mice). Here, we showed that memantine is able to diminish NO and Ca2+ entry in both LPS-activated and non-activated cells. These results, together with the fact that memantine was also able to reduce the infection of macrophages, led us to propose that this drug is able to activate a pro-oxidant non-NO-dependent cell defense mechanism. Finally, infected mice that were treated with memantine had diminished parasitemia, cardiac parasitic load, and inflammatory infiltrates. In addition, the treated mice had an increased survival rate. Taken together, these results indicate memantine to be a candidate drug for the treatment of Chagas disease.

Metabolomic profiling reveals a finely tuned, starvation-induced metabolic switch in Trypanosoma cruzi epimastigotes.

Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas disease, is a protozoan parasite with a complex life cycle involving a triatomine insect and mammals. Throughout its life cycle, the T. cruzi parasite faces several alternating events of cell division and cell differentiation in which exponential and stationary growth phases play key biological roles. It is well accepted that arrest of the cell division in the epimastigote stage, both in the midgut of the triatomine insect and in vitro, is required for metacyclogenesis, and it has been previously shown that the parasites change the expression profile of several proteins when entering this quiescent stage. However, little is known about the metabolic changes that epimastigotes undergo before they develop into the metacyclic trypomastigote stage. We applied targeted metabolomics to measure the metabolic intermediates in the most relevant pathways for energy metabolism and oxidative imbalance in exponentially growing and stationary growth-arrested epimastigote parasites. We show for the first time that T. cruzi epimastigotes transitioning from the exponential to the stationary phase exhibit a finely tuned adaptive metabolic mechanism that enables switching from glucose to amino acid consumption, which is more abundant in the stationary phase. This metabolic plasticity appears to be crucial for survival of the T. cruzi parasite in the myriad different environmental conditions to which it is exposed during its life cycle.

OVICIDAL EFFECT OF PIPERACEAE SPECIES ON Biomphalaria glabrata, Schistosoma mansoni HOST / Efeito ovicida de espécies de Piperaceae em Biomphalaria glabrata, hospedeiro do Schistosoma mansoni

SUMMARY Schistosomiasis is a neglected disease with public health importance in tropical and subtropical regions. An alternative to the disease control is the use of molluscicides to eliminate or reduce the intermediate host snail population causing a reduction of transmission in endemic regions. In this study nine extracts from eight Piperaceae species were evaluated against Biomphalaria glabrata embryos at blastula stage. The extracts were evaluated in concentrations ranging from 100 to 10 mg/L. Piper crassinervium and Piper tuberculatum extracts were the most active (100% of mortality at 20 mg/L and 30 mg/L respectively). .

RESUMO A esquistossomose é uma doença negligenciada de importância para a saúde pública em regiões tropicais e subtropicais. Uma alternativa para o controle da doença é o uso de moluscicidas para eliminar ou reduzir a população de caramujo hospedeiro, acarretando uma redução da transmissão da doença nas regiões endemicas. Neste estudo, nove extratos vegetais provenientes de oito espécies de Piperaceae foram expostos a embriões de Biomphalaria glabrata no estágio de blástula. Os extratos foram avaliados em concentrações que variaram entre 100 e 10 mg/L, sendo Piper crassinervium e Piper tuberculatum os extratos mais ativos (100% de mortalidade a 20 mg/L e 30 mg/L respectivamente). .

Ovicidal effect of Piperaceae species on Biomphalaria glabrata, Schistosoma mansoni host.

Schistosomiasis is a neglected disease with public health importance in tropical and subtropical regions. An alternative to the disease control is the use of molluscicides to eliminate or reduce the intermediate host snail population causing a reduction of transmission in endemic regions. In this study nine extracts from eight Piperaceae species were evaluated against Biomphalaria glabrata embryos at blastula stage. The extracts were evaluated in concentrations ranging from 100 to 10 mg/L. Piper crassinervium and Piper tuberculatum extracts were the most active (100% of mortality at 20 mg/L and 30 mg/L respectively).

Schistosomiasis control using piplartine against Biomphalaria glabrata at different developmental stages.

BACKGROUND: Schistosomiasis is one of the most significant diseases in tropical countries and affects almost 200 million people worldwide. The application of molluscicides to eliminate the parasite's intermediate host, Biomphalaria glabrata, from infected water supplies is one strategy currently being used to control the disease. Previous studies have shown a potent molluscicidal activity of crude extracts from Piper species, with extracts from Piper tuberculatum being among the most active. METHODS AND FINDINGS: The molluscicidal activity of P. tuberculatum was monitored on methanolic extracts from different organs (roots, leaves, fruit and stems). The compounds responsible for the molluscicidal activity were identified using (1)H NMR and ESIMS data and multivariate analyses, including principal component analysis and partial least squares. These results indicated that the high molluscicidal activity displayed by root extracts (LC50 20.28 µg/ml) was due to the presence of piplartine, a well-known biologically-active amide. Piplartine was isolated from P. tuberculatum root extracts, and the molluscicidal activity of this compound on adults and embryos of B. glabrata was determined. The compound displayed potent activity against all developmental stages of B. glabrata. Next, the environmental toxicity of piplartine was evaluated using the microcrustacean Daphnia similis (LC50 7.32 µg/ml) and the fish Danio rerio (1.69 µg/ml). The toxicity to these organisms was less compared with the toxicity of niclosamide, a commercial molluscicide. CONCLUSIONS: The development of a new, natural molluscicide is highly desirable, particularly because the commercially available molluscicide niclosamide is highly toxic to some organisms in the environment (LC50 0.25 µg/ml to D. similis and 0.12 µg/ml to D. rerio). Thus, piplartine is a potential candidate for a natural molluscicide that has been extracted from a tropical plant species and showed less toxic to environment.

Natural products as a source for treating neglected parasitic diseases.

Infectious diseases caused by parasites are a major threat for the entire mankind, especially in the tropics. More than 1 billion people world-wide are directly exposed to tropical parasites such as the causative agents of trypanosomiasis, leishmaniasis, schistosomiasis, lymphatic filariasis and onchocerciasis, which represent a major health problem, particularly in impecunious areas. Unlike most antibiotics, there is no "general" antiparasitic drug available. Here, the selection of antiparasitic drugs varies between different organisms. Some of the currently available drugs are chemically de novo synthesized, however, the majority of drugs are derived from natural sources such as plants which have subsequently been chemically modified to warrant higher potency against these human pathogens. In this review article we will provide an overview of the current status of plant derived pharmaceuticals and their chemical modifications to target parasite-specific peculiarities in order to interfere with their proliferation in the human host.

Efeito moluscicida de extratos de Piperaceae no vetor da esquistossomose Biomphalaria glabrata / Molluscicide effect of Piperaceae extracts in Shistosomiasis vector Biomphalaria glabrata

A esquistossomose mansônica é um doença parasitária que ocorre em 54 países principalmente na América do Sul, Caribe, África e leste do Mediterrâneo. No Brasil, estima-se que 5 a 6 milhões de pessoas estejam infectadas e 30 mil expostas ao risco de infecção. É uma doença tipicamente de região pobre e está associada à falta de saneamento básico, utilização de água contaminada na agricultura, trabalhos domésticos e lazer. Um dos métodos de controle mais eficaz é o uso de moluscicidas que eliminam ou reduzem a população do caramujo hospedeiro intermediário do parasita. A preocupação com a preservação ambiental, o alto custo e a recorrente resistência do caramujo aos moluscicidas sintéticos têm incentivado o estudo de moluscicidas de origem vegetal. Neste trabalho, foi verificada a ação moluscicida de extrato de Biomphalaria glabrata. Foram realizados estudos com 18 espécies vegetais, totalizando 20 extratos provenientes de caule, folha e raiz. Os caramujos foram previamente submetidos às concentrações de 500 ppm e 100 ppm para seleção dos extratos com potencial moluscicida. Os extratos que provocaram 100% de mortalidade a 100 ppm foram selecionados para a obtenção da CL90 (concentração letal a 90% da população estudada). As espécies Piper aduncum, Piper crassinervium, Piper cuyabanum, Piper diospyrifolium e Piper hostmannianum apresentaram efeito moluscicida com 100% de mortalidade dos caramujos, em concentrações que variaram de 60 ppm a 10 ppm. Posteriormente, extratos nessas faixas de concentração foram submetidos a diferentes estádios embrionários de B. glabrata para o estudo da ação ovicida, obtida nas espécies P. cuyabanum e P. hostmannianum com 100% de mortalidade dos embriões a concentração de 20 ppm.

Efeito moluscicida de extratos de Piperaceae no vetor da esquistossomose Biomphalaria glabrata

A esquistossomose mansônica é um doença parasitária que ocorre em 54 países principalmente na América do Sul, Caribe, África e leste do Mediterrâneo. No Brasil, estima-se que 5 a 6 milhões de pessoas estejam infectadas e 30 mil expostas ao risco de infecção. É uma doença tipicamente de região pobre e está associada à falta de saneamento básico, utilização de água contaminada na agricultura, trabalhos domésticos e lazer. Um dos métodos de controle mais eficaz é o uso de moluscicidas que eliminam ou reduzem a população do caramujo hospedeiro intermediário do parasita. A preocupação com a preservação ambiental, o alto custo e a recorrente resistência do caramujo aos moluscicidas sintéticos têm incentivado o estudo de moluscicidas de origem vegetal. Neste trabalho, foi verificada a ação moluscicida de extrato de Biomphalaria glabrata. Foram realizados estudos com 18 espécies vegetais, totalizando 20 extratos provenientes de caule, folha e raiz. Os caramujos foram previamente submetidos às concentrações de 500 ppm e 100 ppm para seleção dos extratos com potencial moluscicida. Os extratos que provocaram 100% de mortalidade a 100 ppm foram selecionados para a obtenção da CL90 (concentração letal a 90% da população estudada). As espécies Piper aduncum, Piper crassinervium, Piper cuyabanum, Piper diospyrifolium e Piper hostmannianum apresentaram efeito moluscicida com 100% de mortalidade dos caramujos, em concentrações que variaram de 60 ppm a 10 ppm. Posteriormente, extratos nessas faixas de concentração foram submetidos a diferentes estádios embrionários de B. glabrata para o estudo da ação ovicida, obtida nas espécies P. cuyabanum e P. hostmannianum com 100% de mortalidade dos embriões a concentração de 20 ppm.

Estudo comparativo com diversos fixadores para aplicação em microscopia eletrônica de transmissão / A comparative study on several fixatives applied in transmission electron microscopy procedure

Um estudo comparativo sobre a ação de diversos fixadores utilizados em microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de luz (ML) foi realizado, a fim de analisar a preservação de estruturas celulares ao microscópio eletrônico de transmissão (MET). Fragmentos de fígado de camundongo foram fixados em 5 diferentes fixadores: o fixador de Karnovsky, glutaraldeído e paraformaldeído utilizados no processamento para MET e o formaldeído comercial e líquido de Bouin utilizados no processamento para ML. Após a fixação, os fragmentos foram pós-fixados com tetróxido de ósmio e contrastastados com acetato de uranila. A seguir foram desidratados e incluídos em resina Epon. Os cortes ultrafinos mostraram que os fragmentos fixados com Karnovsky e glutaraldeído apresentaram melhor preservação das estruturas celulares e menor extração. O paraformaldeído produziu alguns artefatos de má fixação e extração pelo fato de formar menos ligações cruzadas que o glutaraldeído. Os fixadores formaldeído comercial e o líquido de Bouin utilizados em microscopia de luz mostraram que não são adequados ao uso em MET, pois são considerados fixadores coagulantes e produzem extensa extração dos componentes celulares. Comparando-se as imagens obtidas com os fixadores utilizados, o fixador de Karnovsky e o glutaraldeído mostraram melhor preservação e maior similaridade na morfologia