Disturbance in hemoglobin metabolism and in vivo antimalarial activity of azole antimycotics / Alteración en el metabolismo de la hemoglobina y actividad antimalárica in vivo de azoles antimicóticos

Plasmodium parasites degrade host hemoglobin to obtain free amino acids, essential for protein synthesis. During this event, free toxic heme moieties crystallize spontaneously to produce a non-toxic pigment called hemozoin or ß-hematin. In this context, a group of azole antimycotics, clotrimazole (CTZ), ketoconazole (KTZ) and fluconazole (FCZ), were investigated for their abilities to inhibit ß-hematin synthesis (IßHS) and hemoglobin proteolysis (IHbP) in vitro. The ß-hematin synthesis was recorded by spectrophotometry at 405 nm and the hemoglobin proteolysis was determined by SDS-PAGE 12.5 percent, followed by densitometric analysis. Compounds were also assayed in vivo in a malaria murine model. CTZ and KTZ exhibited the maximal effects inhibiting both biochemical events, showing inhibition of β-hematin synthesis (IC50 values of 12.4 ± 0.9 µM and 14.4 ± 1.4 µM respectively) and inhibition of hemoglobin proteolysis (80.1 ± 2.0 percent and 55.3 ± 3.6 percent, respectively). There is a broad correlation to the in vivo results, especially CTZ, which reduced the parasitemia ( percentP) of infected-mice at 4th day post-infection significantly compared to non-treated controls (12.4 ± 3.0 percent compared to 26.6 ± 3.7 percent, p = 0.014) and prolonged the survival days post-infection. The results indicated that the inhibition of the hemoglobin metabolism by the azole antimycotics could be responsible for their antimalarial effect.

Los parásitos del género Plasmodium degradan la hemoglobina hospedera obteniendo aminoácidos libres para su síntesis proteica. Durante este evento, unidades de hemo libre tóxicas cristalizan espontáneamente formando un pigmento no tóxico denominado ß-hematina. En este trabajo, se investigó la capacidad de un grupo de azoles antimicóticos: clotrimazol (CTZ), ketoconazol (KTZ) y fluconazol (FCZ), en inhibir la síntesis de ß-hematina y la proteólisis de la globina. La síntesis de ß-hematina se registro por espectrofotometría a 405 nm y la proteólisis de la hemoglobina se determino por SDS-PAGE 15 por ciento seguido por análisis densitométrico de las bandas de hemoglobina intactas. Los compuestos fueron también ensayados in vivo en un modelo de malaria murina. CTZ y KTZ inhibieron la síntesis de ß-hematina con CI50 entre 10 y 15 µM y bloquearon la proteólisis de la hemoglobina (80.01 ± 2.04 por ciento y 55.33 ± 3.57 por ciento, respectivamente). En relación directa con los resultados encontrados in vitro, el CTZ redujo la parasitemia de ratones infectados en forma significativa, así como prolongó lo días de sobrevivencia post-infección en comparación con animales controles no tratados. Se sugiere así que la inhibición del metabolismo de la hemoglobina por los antimicóticos azólicos pudiera ser el mecanismo responsable de su actividad antimalárica.

Hemichrone formation during hemoglobin zuricha denaturation

Os espectros de absorçäo obtidos por ressonância eletrônica paramagnética (REP) após oxidaçäo, armazenamento e aqueciemnto de Hb Zurich revelaram numerosos sinais na regiäo de alto campo (g=-) que säo indicativos da formaçäo de hemicromos. Espectros de absorçäo ópticos na regiäo visível obtidos da Hb Zurich oxidada ou de seu precipitado formado espontaneamente mostram aspectos característico da formaçäo de hemicromos. Os sinais de REP aumentam em g =-2) proporcionalmente ao decréscimo em g =-6,37. Além do mais, a relaçäo entre os valores de absorbância em 540 nm (heme) e 280 nm (proteína) näo se alteram durante o aquecimento da Hb Zurich a 50-C e säo similares no precipitado espontâneo desta hemoglobina en na HbA. Estes achados indicam que näo há perda do heme durante os estágios iniciais da desnaturaçäo da Hb Zurich