Abstrakt

Biotechnologie-Kongress 2015: Nanosysteme aus amphiphilen Antimon(V)-Komplexen mit Amphotericin B zur Behandlung von Leishmaniose - Arshad Islam - Universidade Federal de Minas Gerais

Arshad Islam, Juliane S. Lanza, Flaviana R. Fernandes, Delia CM Santos, Lucas AM Ferreira, Cynthia Demicheli, Maria N. Melo und Frédéric Frézard

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer oralen Formulierung von Amphotericin B (AmB) zur Behandlung von Leishmaniose. AmB ist ein antimykotisches und antibakterielles Makrolidpolyen, das aus dem Stamm Streptomyces nodosus gewonnen wird, zur Gruppe der Antileishmaniose-Medikamente der zweiten Generation gehört und häufig eingesetzt wird, wenn die Behandlung mit Antimonverbindungen erfolglos bleibt. AmB wurde in Nanosysteme eingearbeitet, die aus amphiphilen Antimon(V)-Komplexen mit Liganden der Alkylmethylglucamid-Reihe (L8 und L10, mit 8 bzw. 10 Kohlenstoffketten) bestehen. Die Einarbeitungsrate von 0,2 % AmB in SbL8- und SbL10-Dispersionen wurde mithilfe einer HPLC-basierten Technik bestimmt und betrug 84±1 % bzw. 74±1 %. Die Charakterisierung von SbL10-AmB und SbL8-AmB mittels Zirkulardichroismus und UV-Spektroskopie zeigte, dass AmB in den Nanosystemen SbL8 und Sb10 überwiegend in monomerer Form vorliegt, die für den Wirt am wenigsten toxisch und potenziell am bioverfügbarsten ist. Das Potenzial für die orale Behandlung von viszeraler (VL) und kutaner Leishmaniose (CL) wurde in Mausmodellen im Vergleich zu den intraperitoneal oder oral verabreichten Standardmedikamenten Anforicin B® oder Glucantime® bewertet. Bei mit Leishmania amazonensis infizierten Balb/c-Mäusen führte die SbL10-AmB-Mischformulierung (170 mg Sb/kg und 14 mg AmB/kg, alle 2 Tage oral) zu einer signifikanten Verringerung der Läsionsgröße im Vergleich zur oralen Verabreichung von Glucantime® und SbL10 (170 mg Sb/kg, alle 2 Tage), Anforicin B® (> 1 mg/kg/jeden 5. Tag intraperitoneal) und der Kontrollgruppe mit Kochsalzlösung. Bei mit Leishmania infantum infizierten Balb/c-Mäusen verringerten sowohl die oral verabreichten SbL10-AmB- als auch die SbL8-AmB-Mischformulierungen (170 mg Sb/kg und 14 mg AmB/kg pro Tag) die Parasitenlast in der Leber im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe signifikant auf ein ähnliches Niveau wie intraperitoneal verabreichtes AmB (0,9 mg/kg/Tag). Diese Studie belegte erstmals das Potenzial kombinierter SbL10-AmB- und SbL8-AmB-Formulierungen zur oralen Behandlung von kutaner und viszeraler Leishmaniose und wies auf ihr Potenzial für weitere Entwicklungen und Anwendungen hin. Die RNA-Impedanz (RNAi) hat sich als hervorragende Methode zur Erforschung der funktionellen Genomik sowie zur Schädlingsbekämpfung bei Pflanzen erwiesen. In diesem Bericht wurde doppelt isolierte RNA (dsRNA), die auf das 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase-Molekül (HMGR-Molekül) abzielt, das eine geschwindigkeitsbegrenzende enzymatische Reaktion im Mevalonatweg der Synthese von Jugendhormonen (JH) im Baumwollkapselwurm katalysiert, durch Agrobacterium tumefaciens-vermittelte Modifikation in Baumwollpflanzen exprimiert. PCR und Südanalyse deckten die Integration des HMGR-Moleküls in das Baumwollgenom auf. RT-PCR und qRT-PCR bestätigten das hohe Interpretationsniveau von dsHMGR in transgenen Baumwolllinien.Die HMGR-Expression sowohl in der Interpretation als auch im Interpretationsniveau war bei Jungtieren des Baumwollkapselwurms (Helicoverpa armigera) nach der Fütterung der Blätter von HMGR-transgenen Pflanzen insgesamt herunterreguliert. Das Interpretationsniveau der HMGR-Gene bei Jungtieren, die auf gentechnisch veränderten Baumwollblättern aufgezogen wurden, war um bis zu 80,68 % niedriger als bei der Wildart. Darüber hinaus war das relative Expressionsniveau der Vitellogenin-Gene (Vg, lebenswichtige Nahrungsquelle für die Entwicklung des Nachwuchses) ebenfalls um 76,86 % reduziert, wenn die Jungtiere mit gentechnisch veränderten Blättern gefüttert wurden. Die Ergebnisse der Biotests der Jungtiere zeigten, dass die gentechnisch veränderte Pflanze mit dsHMGR die Nettogewichtszunahme einschränkte und das Wachstum der Jungtiere des Baumwollkapselwurms verzögerte. Zusammengefasst regulierte die gentechnisch veränderte Baumwollpflanze, die dsRNAs exprimierte, die HMGR-Qualität effektiv herunter und hemmte die Entwicklung und das Überleben der Zielinsekten, was der Schädlingsbekämpfung mehr Möglichkeiten bot. Schlagwörter: 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase (HMGR), Baumwollkapselwurm, RNA-Impedanz, gentechnisch veränderte Baumwolle, doppelte RNA-Reste, Schädlingsbekämpfung. Baumwolle (Gossypium hirsutum) ist eine wichtige Faser und ein wichtiger Wirtschaftsfaktor auf der ganzen Welt, was sich als offensichtlich wichtig für die Pflanzenproduktion erweist. Infektionen und pathogene Tumore stellen die Hauptsorge für die Rentabilität und Qualität der Baumwolle dar. Derzeit ist der Baumwollkapselwurm (Helicoverpa armigera) der wichtigste Schädling in der Baumwollproduktion. Trotz der weiten Entwicklung gentechnisch veränderter, insektensicherer BT-Baumwolle, die enorme wirtschaftliche und kulturelle Vorteile aufweist 1, bieten die Veränderungen der Qualität des Baumwollkapselwurms zwischen den Generationen und die durch BT-infektiöse Proteine ??bedingten Selektionen dem Baumwollkapselwurm Schutz vor gentechnisch veränderten BT-Pflanzen 2-6. Daher sind gentechnisch veränderte, insektensichere Pflanzen mit alternativen Verfahren attraktiv. RNA-Impedanz (RNAi), ein wirksames zelluläres Beruhigungsinstrument bei Eukaryoten, wurde einst bei Caenorhabditis elegans 7 entdeckt und später als wirksames insektensicheres System in einer Vielzahl von Pflanzenarten entwickelt 8, 9. Doppelsträngige RNA (dsRNA) kann durch interne Interpretation, Transposon, gefälschte Transgenese und RNA-Virusinfektion erzeugt werden, die durch die Endoribonuklease Dicer erkannt und in kleine intermediäre RNAs (siRNA) zerlegt wird. Der RNA-aktivierte Hushing-Komplex (RISC), der siRNA und einige Proteine ??wie Endonukleasen, Exonukleasen und Helikasen umfasst, zeigt die Fähigkeit von Nukleasen, RNA mit einem bestimmten Ziel zu erkennen und zu trennen 10. Daher kann RNAi fälschlicherweise verwendet werden, um die Aussage über endogene Gene zu verhindern. Da RNAi die grundlegende molekulare Struktur der sequenzspezifischen Gen-Beruhigung in einer Vielzahl von Tierarten teilt, hat sich RNAi, das durch exogene dsRNA aktiviert wird, als eines der wirksamsten Instrumente zur Untersuchung der Genfunktion 11 sowie zur Schädlingsbekämpfung 12-16 erwiesen.Die von gentechnisch veränderten Pflanzen produzierte dsRNA gegen Schädlinge wird als Schutzschild angesehen, der gentechnisch veränderte, gegen Schädlinge geschützte Pflanzen mit neuem Wachstum versorgt 17, 18. Der Baumwollkapselwurm durchläuft in seinem Lebenszyklus einen komplexen Häutungsprozess, dessen Wachstum und Entwicklung koordiniert durch Hydroxyecdyson 19-22 und Jugendhormon (JH) 22 gesteuert werden. Analoga von JH wurden auf irreführende Weise kombiniert und brachten neue Innovationen in die grundlegende Entwicklungsarbeit von Pestiziden 23. Erfolgreiche Anwendungen von Hormonanaloga, die mit dem Häutungsprozess in Verbindung stehen, deuteten darauf hin, dass die Hemmung oder Übertreibung wichtiger Hormone ein neuer Mechanismus für das koordinierte Schädlingsmanagement (IPM) von Insekten sein könnte, die zum Stamm Arthropoda gehören 24. Daher sind die wichtigen Eigenschaften oder Interpretationsfaktoren, die an den Hormonbiosynthesewegen beteiligt sind, dazu geneigt, als ideale Ziele verwendet zu werden, wenn die RNAi-Technologie zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt wird 25. JH wird über den Mevalonatweg in Insekten integriert, in dem Mevalonat ist eines der wichtigsten Zwischenprodukte. HMG-CoA, der Vorläufer des Mevalonat-Stoffwechselwegs, muss drei enzymatische Reaktionen durchlaufen, um in Mevalonat umgewandelt zu werden, und HMGR katalysiert und steuert die letzte Reaktion 26.