Evaluation of the activity of molecules isolated from Laurencia genus against Acanthamoeba

Abstract

O género Acanthamoeba é um parasita oportunista e largamente distribuído, classificado como Ameba de Vida Livre com uma crescente importância global, nas últimas décadas, como um patogeno emergente. Este protozoário possui a fase ativa de trofozoíto, responsável pela reprodução e alimentação ou a fase de latência e muito resistente de quisto, quando é submetido a condições desfavoráveis e de stress. Pode provocar uma doença ocular, Queratite por Acanthamoeba, sobretudo em utilizadores de lentes de contacto e também encefalite amebiana granulomatosa, uma patologia cerebral, muito fatal, que está normalmente associada a indivíduos imunocomprometidos. As opções de tratamento existentes não são 100% eficazes e apresentam efeitos tóxicos para as células humanas. Além disso, devido sobretudo à forma de quisto, este parasita é muito resistente às opções de tratamento disponíveis. Até há data foram identificados 22 genótipos de Acanthamoeba diferentes, dos quais o T4 tem sido o mais associado aos estados patológicos provocados por esta ameba. Devido a estes fatores, existe uma preocupação em descobrir novos fármacos para tratar as infeções causadas pela Acanthamoeba. Neste caso, as algas marinhas podem ser um bom fornecedor de potenciais espécies com valor terapêutico para produzir medicamentos. Assim sendo, o género Laurencia aparece como uma possível fonte de novos agentes terapêuticos contra este parasita, como mencionado num artigo anterior. Neste trabalho, foi testada a atividade de doze moléculas de Laurencia viridis versus Acanthamoeba castellanii Neff. Das moléculas testadas, o CL3, CL4 e CL12 apresentaram as melhores atividades, apesar de que, o CL3 também foi o mais tóxico. Por conseguinte, prosseguiram-se os estudos com o CL4, que demonstrou atividade quisticida. Através ensaios adicionais mostrou afetar a membrana citoplasmática, bem como a cromatina e também a mitocôndria devido à redução na produção de ATP e às alterações no potencial da membrana mitocondrial. Tendo em conta as observações desta investigação, os compostos de Laurencia viridis demonstraram potencial face à Acanthamoeba castellanii Neff, sendo que esta espécie parece uma boa opção para prosseguir com os estudos em relação a este parasita e, se possível, desenvolver novos fármacos e eficazes.

Acanthamoeba genus is a widely distributed and opportunistic parasite classified as a Free-Living Amoebae with increasing importance worldwide in the past decades, as an emerging pathogen. This protozoan has an active trophozoite stage, which is responsible for the feeding and reproduction, and a cyst one. The last happens when the parasite is submitted to stress and harsh conditions, with the cyst being dormant and very resistant. It can cause an ocular sight-threatening disease, Acanthamoeba Keratitis that occurs mainly in contact lens wearers. Can also originate Granulomatous Amoebic Encephalitis, a chronic, very fatal brain pathology, which is more associated with immunocompromised people. The options currently available for the treatment are not 100% effective and present toxic effects to human cells, adding the fact that this parasite is also resistant to these molecules, mostly due to the cyst form. To date, there are 22 Acanthamoeba genotypes identified, where T4 has been the most associated with pathological states caused by this amoeba. Thereby, exists a concern to find drugs to treat Acanthamoeba infections. Here, seaweeds can be a rich supplier of potential species with therapeutic value to produce new and active medicine. Therefore, the genus Laurencia appears to be a possible source of novel therapeutic agents against this parasite, as mentioned in a previous article. In this study, the amoebicidal activity of twelve Laurencia viridis molecules was evaluated versus Acanthamoeba castellanii Neff. From the tested molecules, CL3, CL4 and CL12 presented the best activity values, with CL3 also being the most toxic compound. CL4 was chosen to proceed with the investigation, showing cysticidal activity. Through further assays, CL4 showed to affect the mitochondria. Such fact was due to the reduction in the ATP production and changes in the mitochondrial membrane potential. Besides that, CL4 affected the cytoplasmic membrane and interacted with the chromatin of the cells. Based on the observations from this work, Laurencia viridis molecules showed potential towards Acanthamoeba castellanii Neff. This species appears a good option to keep studying its effect on this parasite and hopefully develop new and effective medication.