Resistance of bovine gastrointestinal nematodes to four classes of anthelmintics in the semiarid region of Paraíba state, Brazil / Resistência de nematódeos gastrintestinais de bovinos à quatro classes de anti-helmínticos no semiárido do Estado da Paraíba, Brasil

Abstract The effectiveness of four anthelmintic classes on cattle gastrointestinal nematodes in the semi-arid region of Paraiba State, Brazil, was evaluated. Twenty farms were used, testing 40 animals in each one, totaling 800 animals. Cattle were divided into four groups composed with ten animals: I, treated with albendazole sulfoxide 15%; II, treated with ivermectin 1%; III, treated with closantel 25%; IV, treated with levamisole hydrochloride 7.5%. All treatments were administered subcutaneously. For the Fecal Egg Count Reduction Test (FECRT), individual fecal samples were collected on days 0 and 14, and sent for analysis of egg count per gram of feces (EPG) and larval cultures. It was observed that multiresistance was present in 95% (19/20) of the farms. Resistance to ivermectin and albendazole was observed in 95% (19/20), to closantel in 75% (15/20) and to levamisole in 20% (4/20). The most used management system was semi-intensive (75%; 15/20) and the ivermectin was the most reported drug for controlling helminths (65%; 13/20). Haemonchus spp. was the most prevalent helminth genus. It was concluded that the anthelmintic resistance of bovine gastrointestinal nematodes is high in the semi-arid of Paraíba State, Brazil, with multiresistance observed mainly to ivermectin, albendazole and closantel.

Resumo Avaliou-se a eficácia de quatro classes de anti-helmínticos sobre nematódeos gastrintestinais de bovinos na região semiárida da Paraíba, Brasil. Foram utilizadas 20 fazendas, sendo testados 40 animais em cada uma, totalizando 800 animais. Os bovinos foram distribuídos em quatro grupos compostos por dez animais: I, tratado com sulfóxido de albendazol 15%; II, tratado com ivermectina 1%; III, tratado com closantel 25%; IV, tratado com cloridrato de levamisole 7,5%. Para o Teste de Redução da Contagem de Ovos Fecais (TRCOF), amostras fecais individuais foram coletadas nos dias 0 e 14 e enviadas para análises de contagem de ovos por grama de fezes (OPG) e coproculturas. Observou-se que a multirressistência estava presente em 95% (19/20) das fazendas. Foi observada resistência à ivermectina e ao albendazol, em 95% das fazendas (19/20); ao closantel, em 75% (15/20) e, ao levamisole, em 20% (4/20). O sistema de manejo mais utilizado foi o semi-intensivo (75%; 15/20) e a ivermectina foi o fármaco mais relatado para controle de verminose (65%; 13/20). O gênero de helminto mais prevalente foi Haemonchus spp. (76,7%). Conclui-se que é alta a resistência anti-helmíntica por nematódeos gastrintestinais de bovinos no Semiárido da Paraíba, Brasil, com multirressistência observada principalmente à ivermectina, ao albendazol e ao closantel.

Compostos carbonílicos α, ß-insaturados e hidrazonas sintéticas como antiparasitários / α, ß-Unsaturated carbonyl compounds and Synthetic hydrazones as antiparasitics

Apesar da grande relevância médica e social, e por serem responsáveis por grande parte das mortes em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento as doenças negligenciadas (DN), ainda, não apresentam terapêutica eficaz. Dentre as diversas DN, doenças como a doença de Chagas, a Leishmaniose visceral e a malária, se destacam no cenário nacional, por terem alta incidência e prejuízos sociais. Os fármacos disponíveis para o tratamento destas parasitoses, apresentam alta toxicidade e, em alguns casos, resistência por parte dos parasitas. Assim sendo, faz-se necessário o planejamento e desenvolvimento de novos agentes quimioterápicos mais seguros e eficazes. Dentre as diferentes estratégias de planejamento de fármacos, selecionamos o planejamento de fármacos baseado na estrutura do ligante - LBDD (Ligand-Based Drug Design) - como base para desenvolvimento deste trabalho. Nesta estratégia, utiliza-se o conhecimento de moléculas (ligantes) e de suas atividades biológicas conhecidas previamente determinadas experimentalmente, como protótipos para a busca de novas entidades químicas com atividade biológica semelhante ou melhorada. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo a síntese e avaliação biológica de moléculas bioativas para o tratamento de doenças parasitárias. Baseando-se no conhecimento prévio da atividade antiparasitária de compostos carbonílicos α,ß-insaturados e hidrazonas, foram sintetizados séries de compostos destas classes químicas na busca de novos agentes quimioterápicos. Os compostos obtidos foram avaliados contra a forma epimastigota de Trypanosoma cruzi, promastigota de Leishmania donovani, amastigota de Leishmania infantum e, também, determinou-se o seu grau de citotoxicidade (CC50) frente a células de macrófago humanos diferenciado (THP-1). As 31 moléculas obtidas foram caracterizadas por técnicas de ponto de fusão, RMN 1H e RMN 13C e avaliada sua pureza por HPLC. Os compostos da classe da cinamoil-hidrazonas apresentaram-se como promissores antiparasitários, mostrando atividade frente a forma promastigota (Leishmania donovani), 4 dos 12 compostos foram ativos (IC50= 1,27 - 13,68 µM) e frente a forma amastigota (Leishmania infantum), 10 dos 12 compostos apresentaram atividade (9,09 - 63,5 µM). Mesmo apresentando citotoxicidade moderada (CC50 = 8,83 - 87,47 µM), os compostos obtiveram valores inferiores ao fármaco de referência (doxorubicina: CC50 = 0,26 µM). Diante do exposto, o planejamento de fármacos realizado por LBDD mostrou-se bem-sucedido, pois a classe de cinamoil-hidrazonas mostrou-se promissora como antiparasitários, visto sua atividade na escala de baixo micromolar e moderada citotoxicidade em células humanas. Esses resultados assinalam que a classe de compostos descrita está passível a continuar sendo investigada no intuito de aprimorar os protótipos obtidos na busca de novos agentes quimioterápicos antiparasitários e desvendar os mecanismos de ação leishmanicida

Despite to the great medical and social relevance and the amount of deaths in underdeveloped and developing countries, neglected diseases (ND) still do not have an effective therapy. Among the various ND, illnesses such as Chagas disease, visceral leishmaniasis and malaria holds a great importance in the Brazilian scenario due to high incidence and social damage. The drugs available for the treatment of these parasitosis present high toxicity and, in some cases, resistance by the pathogens. Thus, the planning and development of new, safer and more effective chemotherapeutic substances are urgent needed. Among the different drug planning strategies, we selected ligand-based drug design (LBDD) as the basis for the development of this work. In this strategy, we use the knowledge of molecules (ligands) and their known biological activities previously determined experimentally, as prototypes to search for new chemical entities with similar or improved biological activity. Therefore, the present work aimed the synthesis and biological evaluation of bioactive molecules for the treatment of parasitic diseases. Based on previous knowledge of the antiparasitic activity of α,ß-unsaturated and hydrazone carbonyl compounds, series of compounds of these chemical classes were synthesized in search of new chemotherapeutic agents. The compounds obtained were evaluated against the epimastigote form of Trypanosoma cruzi, Leishmania donovani promastigote, Leishmania infantum amastigote and their cytotoxicity (CC50) against differentiated human macrophages (THP-1). The 31 molecules obtained were characterized by melting point, 1 H NMR and 13C NMR techniques and their purity were characterized by HPLC. The cinnamoyl hydrazone class compounds showed promising antiparasitic activity, showing activity against promastigote form (L. donovani), 4 of 12 compounds were active (IC50 = 1.27 - 13.68 µM) and amastigote form (L. infantum), 10 of the 12 compounds showed activity (9.09 - 63.5 µM). Even presenting moderate cytotoxicity (CC50 = 8.83 - 87.47 µM), the compounds had values below the reference drug (doxorubicin: CC50 = 0.26 µM). Considering the results, LBDD drug planning proved to be successful and the class of cinnamoyl hydrazones were promising as antiparasitics due to its activity in low micromolar scale and moderate cytotoxicity in human cells. These results indicate that the described class of compounds can be further investigated in order to improve the prototypes obtained in the search for new antiparasitic chemotherapeutic agents and to unravel the mechanisms of action of leishmanicidal molecules

Berberina, curcumina y quercetina como potenciales agentes con capacidad antiparasitaria

Introducción: El uso indiscriminado de agentes antiparasitarios ha resultado en el establecimiento de resistencia a ellos. Por lo cual es necesario el desarrollo de nuevas alternativas de tratamiento. Los productos naturales poseen diversas cualidades como posibles coadyuvantes en terapias contra distintos agentes etiológicos, entre los que destaca sus efectos antiparasitarios. Objetivo: Evaluar la actividad antiparasitaria, antioxidante, citotóxica y citoprotectora de Berberina (Ber), Curcumina (Cur) y Quercetina (Qr). Metodología: Se prepararon soluciones de Ber, Cur y Qr grado analítico y se realizaron alícuotas a diferentes concentraciones para su evaluación en contra de: Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis y Strongyloides venezuelensis, paraello, se determinó la concentración inhibitoria media (IC50), además se determinó la capacidad antioxidante (CE50) mediante la prueba de DPPH, ambos por la prueba de Probit. Mediante la técnica de hemólisis se determinó la actividad citotóxica y citoprotectora, se aplicó Anova y la prueba de Tukey para determinar la diferencia de las medias en los tratamientos evaluados. Resultados: Ber, Cur y Qr, presentaron actividad en contra de E. histolytica, T. vaginalis y S. venezuelensis in-vitro. Ber presentó IC50 de 1.7, 1.2 y 1.9 μM respectivamente siendo más efectivo en comparación de Cur con IC50 de 55.3, 40.6 y 13.7 μM o Qr con IC50 de 147.2, 93.2 y 110.9 μM, sin embargo, la mejor actividad antioxidante (EC50 = 1.1 μg/ml), citoprotectora y menos hemolítica, fue presentada por Qr (P < 0.001) en comparación con el control evaluado. Conclusiones: Los metabolitos de origen natural berberina, curcumina y quercetina, poseen actividad en contra de trofozoítos de E. histolytica, T. vaginalisy larvas de S. venezuelensis en dosis bajas comparables con los fármacos de referencia para el caso de Ber. Además, estos productos de origen natural, no sintético podrían ser objeto de futuras investigaciones para coadyuvar al tratamiento de parasitosis, ya que, en dosis bajas, mostraron actividad antioxidante sin mostrar hemólisis considerable en eritrocitos humanos.

Introduction: The indiscriminate use of antiparasitic agents has resulted in the establishment of resistance to them. Therefore, the development of new treatment alternatives is necessary. Natural products have various qualities as possible adjuvants in therapies against different etiological agents, among which its antiparasitic effects stand out. Objective: To evaluate the antiparasitic, antioxidant, cytotoxic, and cytoprotective activity of Berberine (Ber), Curcumin (Cur), and Quercetin (Qr). Methods: Analytical grade Ber, Cur, and Qr solutions were prepared, and aliquots were made at different concentrations for their evaluation against Entamoeba histolytica, Trichomonas vaginalis, and Strongyloides venezuelensis. To do this, the mean inhibitory concentration (IC50) was determined, and the antioxidant capacity (EC50) was also determined by the DPPH assay, both using the Probit statistical test. The cytotoxic and cytoprotective activity was determined by the hemolysis technique, Anova and Tukey's test were applied to determine the difference in the means in the treatments evaluated. Results: Ber, Cur, and Qr, showed activity against E. histolytica, T. vaginalis, and S. venezuelensisin-vitro. Ber presented IC50 of 1.7, 1.2, and 1.9 μM respectively, being more effective compared to Cur with IC50 of 55.3, 40.6, and 13.7 μM, or Qr with IC50 of 147.2, 93.2, and 110.9 μM, however, the best antioxidant activity (EC50 = 1.1 μg/ml), cytoprotective and less hemolytic, was presented by Qr (P < 0.001) compared to the evaluated control. Conclusions: The metabolites of natural origin berberine, curcumin, and quercetin, have activity against trophozoites of E. histolytica, T. vaginalis and larvae of S. venezuelensis in low doses comparable to the reference drugs in the case of Ber. Furthermore, these non-synthetic products of natural origin could be the subject of future research to help treat parasitosis, since in low doses, they showed antioxidant activity without showing considerable cytotoxicity in human erythrocytes.

Assay and physicochemical characterization of the antiparasitic albendazole

The aim of this study was to characterize three batches of albendazole by pharmacopeial and complementary analytical techniques in order to establish more detailed specifications for the development of pharmaceutical forms. The ABZ01, ABZ02, and ABZ03 batches had melting points of 208 ºC, 208 ºC, and 209 ºC, respectively. X-ray diffraction revealed that all three batches showed crystalline behavior and the absence of polymorphism. Scanning electron microscopy showed that all the samples were crystals of different sizes with a strong tendency to aggregate. The samples were insoluble in water (5.07, 4.27, and 4.52 mg mL-1, respectively) and very slightly soluble in 0.1 M HCl (55.10, 56.90, and 61.70 mg mL-1, respectively) and additionally showed purities within the range specified by the Brazilian Pharmacopoeia 5th edition (F. Bras. V; 98% to 102%). The pharmacopeial assay method was not reproducible and some changes were necessary. The method was validated and showed to be selective, specific, linear, robust, precise, and accurate. From this characterization, we concluded that pharmacopeial techniques alone are not able to detect subtle differences in active pharmaceutical ingredients; therefore, the use of other complementary techniques is required to ensure strict quality control in the pharmaceutical industry.

O objetivo do trabalho foi caracterizar três lotes de albendazol com técnicas analíticas farmacopéicas e complementares a fim de estabelecer especificações mais detalhadas para o desenvolvimento de formas farmacêuticas. Os lotes ABZ01, ABZ02 e ABZ03 apresentaram fusão em 208 ºC, 208 ºC e 209 ºC. Foi possível evidenciar, por difração de raios X, que os três lotes apresentaram comportamento cristalino e ausência de polimorfismo. Através da microscopia eletrônica de varredura verificou-se que todas as amostras apresentaram cristais com diferentes tamanhos e forte tendência de agregação. As amostras foram insolúveis em água (5,07; 4,27 e 4,52 µg mL-1) e muito pouco solúveis em HCl 0,1M (55,10; 56,90 e 61,70 µg mL-1) e, ainda, apresentaram pureza dentro da faixa especificada pela F.Bras.V (98% a 102%). O método farmacopéico de doseamento não foi reprodutível, e algumas mudanças foram necessárias. O método foi validado e demonstrou ser seletivo, específico, linear, robusto, preciso e exato. A partir dessa caracterização, pode-se concluir que apenas técnicas farmacopéicas não são capazes de detectar diferenças sutis entre os ingredientes farmacêuticos ativos, necessitando, portanto, de uso de outras técnicas complementares para garantir um rígido controle de qualidade na indústria farmacêutica.