Pharmacokinetics, Dose-Proportionality, and Tolerability of Intravenous Tanespimycin (17-AAG) in Single and Multiple Doses in Dogs: A Potential Novel Treatment for Canine Visceral Leishmaniasis.

In the New World, dogs are considered the main reservoir of visceral leishmaniasis (VL). Due to inefficacies in existing treatments and the lack of an efficient vaccine, dog culling is one of the main strategies used to control disease, making the development of new therapeutic interventions mandatory. We previously showed that Tanespimycin (17-AAG), a Hsp90 inhibitor, demonstrated potential for use in leishmaniasis treatment. The present study aimed to test the safety of 17-AAG in dogs by evaluating plasma pharmacokinetics, dose-proportionality, and the tolerability of 17-AAG in response to a dose-escalation protocol and multiple administrations at a single dose in healthy dogs. Two protocols were used: Study A: four dogs received variable intravenous (IV) doses (50, 100, 150, 200, or 250 mg/m2) of 17-AAG or a placebo (n = 4/dose level), using a cross-over design with a 7-day "wash-out" period; Study B: nine dogs received three IV doses of 150 mg/m2 of 17-AAG administered at 48 h intervals. 17-AAG concentrations were determined by a validated high-performance liquid chromatographic (HPLC) method: linearity (R2 = 0.9964), intra-day precision with a coefficient of variation (CV) ≤ 8%, inter-day precision (CV ≤ 20%), and detection and quantification limits of 12.5 and 25 ng/mL, respectively. In Study A, 17-AAG was generally well tolerated. However, increased levels of liver enzymes-alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), and gamma-glutamyl transferase (GGT)-and bloody diarrhea were observed in all four dogs receiving the highest dosage of 250 mg/m2. After single doses of 17-AAG (50-250 mg/m2), maximum plasma concentrations (Cmax) ranged between 1405 ± 686 and 9439 ± 991 ng/mL, and the area under the curve (AUC) plotting plasma concentration against time ranged between 1483 ± 694 and 11,902 ± 1962 AUC 0-8 h µg/mL × h, respectively. Cmax and AUC parameters were dose-proportionate between the 50 and 200 mg/m2 doses. Regarding Study B, 17-AAG was found to be well tolerated at multiple doses of 150 mg/m2. Increased levels of liver enzymes-ALT (28.57 ± 4.29 to 173.33 ± 49.56 U/L), AST (27.85 ± 3.80 to 248.20 ± 85.80 U/L), and GGT (1.60 ± 0.06 to 12.70 ± 0.50 U/L)-and bloody diarrhea were observed in only 3/9 of these dogs. After the administration of multiple doses, Cmax and AUC 0-48 h were 5254 ± 2784 µg/mL and 6850 ± 469 µg/mL × h in plasma and 736 ± 294 µg/mL and 7382 ± 1357 µg/mL × h in tissue transudate, respectively. In conclusion, our results demonstrate the potential of 17-AAG in the treatment of CVL, using a regimen of three doses at 150 mg/m2, since it presents the maintenance of high concentrations in subcutaneous interstitial fluid, low toxicity, and reversible hepatotoxicity.

Histological Disorganization of Spleen Compartments and Severe Visceral Leishmaniasis.

The spleen is a secondary lymphoid organ responsible for immune surveillance against blood-circulating pathogens. Absence of the spleen is associated with increased susceptibility to systemic spread and fatal infection by different pathogens. Severe forms of visceral leishmaniasis are associated with disorganization of spleen compartments where cell interactions essential for splenic immunological function take place. White pulp atrophies, secondary lymphoid follicles and marginal zones vanish, and the boundaries separating white and red pulp blur. Leukocyte populations are reduced or disappear or are replaced by plasma cells. In this paper, we review the published data on spleen disorganization in severe forms of visceral leishmaniasis and propose a histological classification to help the exchange of information among research groups.

Desorganização da polpa branca esplênica está associada com a apresentação clínica mais grave da leishmaniose visceral em cães naturalmente infectados / Disorganization of the splenic white pulp is associated with more severe clinical presentation of visceral leishmaniasis in naturally infected dogs

O baço é o maior órgão linfoide secundário em seres humanos e em cães. Em ambos, a ausência do baço está associada com um risco aumentado de ocorrência de infecções localizadas e disseminadas, incluindo sepse generalizada. A leishmaniose visceral e outras infecções podem alterar a estrutura histológica do baço, o que leva a uma destruição dos microambientes da polpa branca. Trabalhos anteriores mostraram que a uptura da estrutura de polpa branca é mais frequente em cães com marcadores laboratoriais de suscetibilidade à leishmaniose visceral, como a cultura esplênica positiva e LST negativo, do que nos animais em que estes marcadores de susceptibilidade estavam ausentes. Neste estudo, o nosso objetivo é examinar a relação entre a desorganização histológica da polpa branca esplênica e a gravidade da leishmaniose visceral. As amostras e os dados utilizados neste estudo foram coletados de 206 cães de rua provenientes de uma área endêmica para leishmaniose visceral, a cidade de Jequié (Bahia, Brasil). Os animais foram examinados clinicamente e foram realizados os testes ELISA e LST. Aspirados de baço foram coletados para a cultura, e fragmentos de baço foram coletadas para estudos de biologia molecular e de estudos morfológicos. Os animais foram classificados de acordo com o grau de organização estrutural da polpa branca esplênica em grupos com baço (a), bem organizado, (b) ligeiramente desorganizado, (c) a moderadamente a extensivamente desorganizado. Em relação à positividade no ELISA juntamente com a desorganização do baço, conjuntivite ( P= 0,0116), hiperproteinemia (p= 0,021) foram mais frequentes no grupo de animais com ELISA positivo e baço desorganizado, quando comparado com os outros grupos. Os animais polissintomáticos são mais frequentes no grupo com ELISA positivo e baço do tipo 3 (p= 0,004). Os scores clínicos atribuídos à intensidade da conjuntivite (P <0,05), dermatite (P <0,05) e linfadenopatia (P <0,01), alopecia (P <0,01), onicogrifose (P <0,05) foram mais elevados nos animais com ELISA positivo e baço desorganizado do que outros grupos, bem como o número de sinais clínicos atribuíveis à leishmaniose visceral canina (p= 0,0014).Em relação à análise da positividade na cultura esplênica juntamente com a desorganização do baço, a frequência de cães polissintomáticos foi maior em animais com baço ligeiramente desorganizado (P <0,05) e baço desorganizado (P <0,005), do que em animais com baço organizado. Alopecia (P <0,01), conjuntivite (P <0,05), desidratação (P <0,001), dermatite (P <0,05), onicogrifose (p <0,01), anemia (P <0,05), úlcera (P <0,001) e alto escore clínico (P <0,001) foram mais frequentes em animais com cultura esplênica positiva e baço desorganizado, do que nos animais com cultura negativa e baço organizado. Em conclusão, os cães com desorganização do baço associada com leishmaniose visceral têm mais sinais clínicos e pior estado clínico do que os animais com leishmaniose visceral, mas sem desorganização do baço.