Antibacterial, antifungal, and antiviral activities of chalcone-bearing tetrahydropyranyl and 2,4-dihydroxyl moieties / Actividad antibacteriana, antifungica y antiviral de las chalconas que contienen los grupos tetrahidropiranilo y 2,4-dihidroxilo / Atividades antibacteriana, antifúngica e antiviral de chalconas funcionalizadas com os grupos tetrahidropiranil e 2,4-dihidroxil

SUMMARY Chalcones highlights as an important structure in medicinal chemistry and thus has been widely used as a template in the development of new drugs. In this study, we aim to determine the antibacterial, anti-Candida, and anti-Dengue potential of new chalcone-bearing 2,4-dihydroxyl and tetrahydropyranyl moieties. Antimicrobial activity assays showed that microorganism of the Staphylococcus genus (including methicillin-resistant strains) were susceptible to 2,4-dihydroxychalcones, with minimum inhibitory concentrations (MICs) ranging of 19.5 to 125 µg.mL-1. Compound 4e, which showed the highest bacteriostatic effect, also has bactericidal activity from of 80 µg.mL-1. The growth of oral isolates of Candida albicans was also efficiently inhibited with compound 4e (MIC: 15.6-32.3 µg.mL-1), which was fungicidal at 15.6 µg.mL-1. However, the presence of the tetrahydropyranyl moiety impaired both the antibacterial and antifungal effects. None of the chalcones tested were actives against Dengue virus serotype 2. In conclusion, the compound 4e showed good anti-Staphylococci and anti-Candida activity and may be a promising prototype for the development of new antimicrobial agents.

RESUMEN Las chalconas se destacan como una estructura importante en la química médica y, por lo tanto, se ha empleado como prototipo para el desarrollo de nuevos fármacos. En este estudio, nuestro objetivo fue determinar el potencial antibacteriano, anti Candida y anti-Dengue de las nuevas chalconas que poseen los grupos 2,4-dihidroxilo y tetrahidropiranilo. El ensayo de actividad antimicrobiana mostró que las bacterias del género Staphylococcus (incluidas las cepas resistentes a la meticilina) fueron sensibles a las 2,4-dihidroxicalconas estudiadas, con concentraciones inhibitorias mínimas (CIM) que oscilan entre 19,5 y 125 µg.mL-1. El compuesto 4e, que tuvo el mejor efecto bacteriostático, también mostró un efecto bactericida a partir de la concentración de 80 µg.mL-1. El crecimiento de los aislamientos orales de Candida albicans también se inhibió eficientemente con el compuesto 4e (CIM: 15.6-32.3 µg.mL-1), que fue fungicida a una concentración de 15.6 µg.mL-1. Sin embargo, la presencia del grupo tetrahidropiranilo perjudicó la actividad antibacteriana y anti-fúngica de los análogos de la chalcona. Además, ninguno de los compuestos evaluados mostró un efecto contra el virus del dengue serotipo 2. En conclusión, el compuesto 4e muestra una buena actividad anti-estafilocócica y anti-Candida y puede ser un prototipo prometedor para el desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos.

RESUMO As chalconas se destacam como uma importante estrutura na química medicinal e dessa forma tem sido empregada como um protótipo para o desenvolvimento de novos fármacos. Nesse estudo, nós objetivamos determinar o potencial antibacteriano, anti-Candida, e anti-Dengue de novas chalconas que possuem os grupos 2,4-dihidroxil e tetrahidropiranil. O ensaio de atividade antimicrobiana mostrou que bactérias do gênero Staphylococcus (incluindo linhagens resistentes a meticilina) foram sensíveis para as 2,4-dihidroxichalconas estudadas, com concentrações inibitórias mínimas (CIM) variando de 19,5 para 125 Dengue potential of new chalcone µg.mL-1. O composto 4e, o qual apresentou o melhor efeito bacteriostático, também mostrou efeito bactericida a partir da concentração de 80 µg.mL-1. O crescimento de isolados orais de Candida albicans foi também eficientemente inibido com o composto 4e (CIM: 15.6-32.3 µg.mL-1), o qual foi fungicida a concentração de 15,6 µg.mL-1. Entretanto, a presença do grupo tetrahidropiranil prejudicou a atividade antibacteriana e antifúngica dos análogos de chalcona. Adicionalmente, nenhum dos compostos avaliados mostrou efeito contra o vírus da dengue sorotipo 2. Em conclusão, o composto 4e apresenta boa atividade anti-estafilocóccica e anti-Candida, e pode ser um promissor protótipo para o desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos.

In vitro anti-HIV-1 activity of the enzymatic extract enriched with laccase produced by the fungi Ganoderma sp. and Lentinus sp / Actividad anti-VIH-1 in vitro del extracto enzimático enriquecido con lacasa producido por los hongos Ganoderma sp. y Lentinus sp

Background: Natural compounds are a good source for the development of antiretroviral drugs with low cytotoxicity. The laccase enzyme, produced by fungi of the genera Ganoderma sp. and Lentinus sp., inhibits the reverse transcriptase (RT) of the human immunodeficiency virus 1 (HIV-1), in cell-free models in vitro. Objetives: In this study we evaluated the anti-HIV-1 activity of the enzymatic extracts (EE) enriched with laccase, produced by two native species of fungi of the same genera in an in vitro cell culture model. Methods: The inhibition of viral replication was performed using the U373-MAGI cell line infected with recombinant viruses in the presence/absence of the EE and 48 hpi, the percentage of infected cells was evaluated by flow cytometry for green fluorescent protein ­GFP­ and ELISA for p24. The inhibition of the RT was determined by quantification of early and late products of reverse transcription using quantitative PCR. Results: The EEs from Ganoderma sp. and Lentinus sp. inhibited the replication of HIV-1 between 80 and 90% and decreased the production of early and late transcripts between 55,5%-91,3% and 82,1%-93,6% respectively. The EE from Lentinus sp. had the best selectivity index (SI: 8.3). Conclusions: These results suggest the potential anti-HIV-1 activity of the EE for the exploration of an alternative therapy against HIV-1 infection.

Antecedentes: Los compuestos naturales son una buena fuente para el desarrollo de fármacos antirretrovirales con baja citotoxicidad. La enzima lacasa, producida por hongos del género Ganoderma sp. y Lentinus sp., inhibe la transcriptasa reversa (TR) del virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1), en modelos in vitro, libres de células. Objetivos: En este estudio se evaluó la actividad anti-VIH-1 del extracto enzimático (EE) enriquecido con lacasa, producida por dos especies nativas de hongos de los mismos géneros en un modelo in vitro de cultivo celular. Métodos: La inhibición de la replicación viral se realizó usando la línea celular U373-MAGI infectada con virus recombinantes en la presencia/ ausencia del EE y 48 hpi, el porcentaje de células infectadas se evaluó mediante citometría de flujo para GFP y ELISA para p24. La inhibición de la TR se determinó mediante la cuantificación de los productos tempranos y tardíos de la transcripción reversa utilizando una PCR cuantitativa. Resultados: El EE de Ganoderma sp. y Lentinus sp. inhibió la replicación del VIH-1 entre el 80 y 90% y disminuyó la producción de transcriptos tempranos y tardíos entre el 55,5% -91,3% y 82,1% -93,6%, respectivamente. El EE de Lentinus sp. mostró el mejor índice de selectividad (IS: 8.3). Conclusiones: Estos resultados sugieren el potencial anti-VIH-1 del EE para la exploración de una terapia alternativa contra la infección por el VIH-1.

Antiviral activity in vitro and in vivo of natural flavonoids isolated from Heliotropium sinuatum against infectious salmon anemia virus (ISAV) / Actividad antiviral in vitro e in vivo de flavonoides naturales aislados desde Heliotropium sinuatum contra el virus de la anemia infecciosa en salmones (ISAV)

The infectious salmon anemia virus (ISAV) of Orthomyxoviridae family, is responsible for heavy losses in industry aquaculture around the world, affecting several commercial aquatic organisms, mainly Salmo salar. Therefore, it is important to find effective antiviral therapies. In this work we evaluated in vitro and in vivo the antiviral activity of three natural flavonoids isolated from the resinous exudates of the plant Heliotropium sinuatum (Heliotropiaceae) against ISAV. The results show that 7-O-methyleriodictyol was able to inhibit the infectivity of ISAV in vitro assay with EC 50 of 0.20 ug/mL. Despite having a citotoxicity expressed as CC50 of 12.80 ug/mL, the in vivo study showed that this compound protected 100 percent to the fish infected with ISAV keeping 100 percent fish viability. These results allow the proposal of 7-O-methyleriodictyol as a good candidate to be used as antiviral therapy for ISAV in salmon industry.

El virus de la anemia infecciosa en salmón de la familia Orthomyxoviridae, es el responsable de grandes pérdidas en la industria acuícola alrededor del mundo, afectando diversas especies acuáticas comerciales, principalmente Salmo salar. Por lo tanto, es muy importante encontrar una terapia antiviral efectiva. En el presente trabajo, evaluamos la actividad antiviral in vitro e in vivo de tres flavonoides naturales aislados desde el exudado resinoso de la especie vegetal Heliotropium sinuatum (Heliotropiaceae) contra ISAV. Los resultados mostraron que 7-O-metileriodictiol inhibió la infectividad de ISAV in vitro con un EC50 de 0.20 ug/mL. A pesar de tener una citotoxicidad expresada como un CC50 de 12.80 ug/mL, el estudio in vivo mostró que este compuesto protege en un 100 por ciento a los peces infectados con ISAV manteniendo un 100 por ciento de viabilidad. Estos resultados permiten proponer que 7-O-metileriodictiol es un buen candidato para ser usado como terapia antiviral para ISAV en la industria salmonera.

Actividad inmunomoduladora y anti-VIH de las estatinas / Immunomodulatory and anti-HIV activity of statins

Las estatinas son fármacos hipolipemiantes usados para controlar la aterogénesis y las enfermedades cardiovasculares originadas por hipercolesterolemia. Recientemente, se describieron varios efectos pleótropos de las estatinas, dependientes e independientes de la inhibición de la síntesis del colesterol, que van desde la regulación de la respuesta inmunitaria hasta la inhibición de la infección y la replicación viral. El tratamiento antirretroviral contra el VIH inhibe su replicación en las células infectadas, disminuyendo hasta niveles indetectables las copias del ARN viral en el plasma. Esto se asocia al incremento de los linfocitos T CD4+ circulantes y la disminución en la incidencia de infecciones oportunistas y en la mortalidad. Sin embargo, el costo y la complejidad del esquema antirretroviral, además de los efectos colaterales y la aparición de cepas resistentes, indican la necesidad de nuevos tratamientos para la infección por VIH. Como el VIH requiere del colesterol y las balsas de lípidos de la membrana celular para infectar las células blanco y cumplir su ciclo de replicación, se postula que las estatinas pueden ser una alternativa efectiva para ayudar al control de esta infección. La actividad anti-VIH de las estatinas no va dirigida contra las proteínas virales, muy variables por la mutabilidad del virus, sino que se centra en las células afectadas, bloqueando la infección por VIH y modulando su respuesta funcional; desde esta perspectiva, las estatinas evitarían la resistencia por mutaciones virales e intervendrían modulando la respuesta inmunitaria ampliamente alterada por el VIH.

Statins are hypolipemiant drugs used for controlling atherogenesis and cardiovascular diseases caused by hypercholesterolemia. Recently, several pleiotropic effects of statins have been reported, whereas dependent or independent of downregulating cholesterol synthesis; these effects range from immune response modulation to inhibition of the infection and viral replication. The antiretroviral therapy against HIV inhibits viral replication in infected cells, decreasing to undetectable levels the number of viral RNA copies in plasma. Consequently, there is an increase in circulating CD4+ T-cell count, and a decrease in the incidence of opportunistic infections and mortality. However, the cost and complexity of antiretroviral regimens, the frequent side effects and the emergence of resistant strains, indicate the need of new approaches for HIV infection. Since HIV virions require of cholesterol in their envelope and the integrity of host membrane lipid rafts, in order to infect target cells and to perform several steps of their replication cycle, it has been proposed that the use of statins in HIV-1 infected patients can be an effective alternative to help control this infection. The anti-HIV activity of statins is not directed against viral proteins, which are highly variable due to viral mutations, but instead it focuses on cellular targets blocking their infection and regulating their functional responses. From this point of view, statins could avoid the emergence of resistant viral strains and intervene in the modulation of the highly altered immune responses.

Composición química y actividad biológica de aceites esenciales de Calycolpus moritzianus recolectado en el Norte de Santander, Colombia / Chemical composition and biological activity of essential oils calycolpus moritzianus collectd in the Norte de Santander, Colombia

Introducción: actualmente, se están llevando a cabo estudios sobre la actividad biológica de AEs de plantas de la familia Myrtaceae. El objetivo de esta investigación fue la caracterización química y la evaluación de la actividad antimicótica, antitumoral y antiviral de 40 aceites extraídos de plantas de la especie Calycolpus moritzianus, comúnmente llamada “arrayán ó cínaro”, recolectadas en varias zonas del Norte de Santander, Colombia. Materiales y métodos: la actividad antimicótica se evaluó contra: Candida krusei, C. parapsilosis, Aspergillus fumigatus y A. flavus, siguiendo las técnicas estándar EUCAST y CLSI M38-A, respectivamente, para levaduras y hongos filamentosos. La citotoxicidad se evaluó en las líneas celulares tumorales (HeLa, Jurkat) y no tumorales (Vero) mediante la técnica fotocolorimétrica del MTT. La actividad antiviral in vitro, contra el virus Herpes simplex tipo HSV-1, se realizó mediante la “técnica de titulación del punto final (EPTT)”. Resultados y Discusión: los aceites X38 y X39, de muestras recolectadas en los municipios de Chinácota y Salazar, mostraron actividad contra C. krusei con valores de concentraciones inhibitorias mínimas de 500 µg/mL. Ninguno de los aceites fue citotóxico en células no tumorales Vero. Los aceites X9 y X10, procedentes de los municipios de Salazar y Pamplonita, fueron los más citotóxicos sobre células HeLa, a concentraciones de 37,8 ± 2.4 y 40,6 ± 2,6 µg/mL, respectivamente. La reducción de la carga viral en los cultivos celulares sólo fue lograda por el aceite X11. La actividad antimicótica y antitumoral de los aceites fue correlacionada con la composición de los componentes mayoritarios, evidenciándose la actividad del Terpinen-4-ol, (-) Limoneno, α –Pineno y Linalol.

Background: Essential oils of plants of the family Myrtaceae have been evaluated for different biological activities. The aim of this research was the chemical characterization and evaluation of antifungal, antiviral and cytotoxic activity of 40 essential oils extracted from Calycolpus moritzianus, commonly called “arrayán” or “cínaro”, collected in several areas of Norte de Santander, Colombia. Methods: antifungal activity was determined following the protocols AFST-EUCAST for Candida krusei and C. parasilopsis, and CLSI-M38A for Aspergillus fumigatus and A. flavus. Cytotoxicity was evaluated on tumoral (HeLa and Jurkat), and non tumoral (Vero) cell lines by the MTT photo-colorimetric technique The in vitro antiviral activity against Herpes simplex virus HSV-1 was determined by the end-point titration technique (EPTT). Results and Discussion: X38 and X39 oils of plants collected in regions of Chinácota and Salazar regions showed activity against C. krusei with minimal inhibitory concentration values of 500 µg/mL. None of the oils was cytotoxic in no-tumor (Vero) cells . Oils X9 and X10 of plants from regions of Salazar and Pamplonita were the most cytotoxic on HeLa cells at concentrations of 37,8 ± 2,4 and 40,6 ± 2,6 µg /mL, respectively. The reduction of viral load in cell cultures only was showed by X11 oil. Antifungal and antitumor activity of these oils was correlated with the composition of the major components showing activity for Terpinen-4-ol, (-) Limonene, Linalool and α-Pinene.