Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)
70 %
Experimental pharmacology, drug discovery and design (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Department of Inorganic and Analytical Chemistry (University of Debrecen)
Participants
Illyés, Tünde Zita Szilágyi, László
Starting date
2009-05-01
Closing date
2011-06-30
Funding (in million HUF)
1.470
FTE (full time equivalent)
1.24
state
closed project
Summary in Hungarian
A trypanosoma paraziták által okozott Chagas-kór kb. 20 millió embert érint Közép- és Dél-Amerikában. A jelenleg alkalmazott nem-specifikus kemoterápíától eltérő megközelítést javaslunk olyan specifikus célpontokra koncentrálva, amelyek kulcsszerepet játszanak a trypanosoma-fertőzés különböző fázisaiban. A Trypanosoma cruzi trans-sialidase (TcTS) létfontosságú enzim a paraziták túléléséhez, mivel azok nem képesek szialilsavat szintetizálni. Mivel a TcTS szénhidrát-transzferáz enzim, ezen funkció gátlására tervezünk kísérleteket olyan új, diszulfid/szelenid- és szulfénamid típusú szénhidrát molekulák felhasználásával, amelyeket laboratóriumunkban terveztünk és szintetizálunk. További támadási célpont egy galaktóz-specifikus lektin, amely emberre fertőző paraziták felszínén expresszálódik, és fontos szerepe van a gazdasejtek lízisében és a komplement-rendszerük elleni rezisztencia kialakulásában. A vizsgálni kívánt molekuláink egyik csoportjánál már bizonyítottuk a specifikus galektin-kötődést. A parazita-gátló hatást és röntgendiffrakciós vizsgálatokat Antofagastában, a kémiai szintéziseket és NMR vizsgálatokat Debrecenben végezzük. Tekintettel a jelen pályázatnak a fő OTKA pályázat befejezési határidejéhez (NK-68578, 2010.06.30-ig) történő igazítás követelményére, átütő eredmények a rövid időtartam miatt reálisan nem valószínűsíthetők. A tervbe vett kutatások ezért szükségszerűen előkészítő, felderítő jellegűeknek minősülnek. Pozitív előzetes eredmények esetén azonban szándékunkban áll a kutatások továbbvitele akár informális, akár egyéb forrásból támogatott együttműködés keretében.
Summary
Chagas disease, caused by trypanosome parasites, is widespread in Central and South America affecting ca. 20 million people. Unlike nonspecific approaches used currently to treat the disease we propose focusing on specific targets known to play crucial roles in different stages of the infection. Trypanosoma cruzi trans-sialidase (TcTS) is key enzyme for the survival of the parasites because they are unable to synthesize sialic acid. TcTS being a carbohydrate transferase we propose to impair the function of this enzyme using novel disulfide/selenide- and sulfenamide type carborbohydrate-based molecules we have recently designed and synthesized in Debrecen. Another target we intend to attack is a galactose-binding lectin, expressed on the surface of human-infecting parasites, which plays a role in the lysis of target cells and resistance to host complement. Specific binding of our test compounds to galectins has already been demonstrated. Antiparasitic tests, crystal growth and X-ray diffraction/refinement will be conducted in Antofagasta, syntheses and NMR studies in Debrecen. The expertise of the collaborating research groups is complementary; this interdisciplinary approach is therefore likely to result in useful new knowledge for subsequent development of antiparasitic therapeutics. We acknowledge, however, that due to the relatively close ending term of the main grant (OTKA NK-68578, closing 30.06.2010) the present application has to match in Hungary it is not realistic to expect breakthrough results in such a short time. Emphasizing therefore the exploratory nature of the proposed research we are, nevertheless, confident to carry on our studies beyond the formal end term of the present project either informally or by seeking further support.
Final report
Results in Hungarian
A Trypanosoma cruzi protozoa, a Chagas betegség kórokozója, Latin Amerikában évente 12-14 millió ember fertőzéséért felelős. A betegség kezelésére jelenleg alkalmazott szerek hatásossága nem kielégítő, különösen a betegség gyakori, krónikus formája ellen. Kísérleteket folytattunk potenciálisan tripanoszóma-ellenes vegyületek szintézisére; ennek során új, multivalens aromás glikozil-diszulfidokat és néhány diglikozil-diszulfidot állítottunk elő T.cruzi elleni tesztelés céljára. Néhány származék meglepően hatásosnak mutatkozott sejttenyészetből származó tripomasztigoták ellen: az eddig talált legaktívabb származék, az 1,4-bis(β-D-galaktopiranozil-dithiometilén)-benzol gátlási állandója (IC50) 8.7 ±1.21 µM. Több, hasonló kémiai szerkezettel jellemzett származék is hatásosnak mutatkozott ~ 15 µM-os szinten. A tesztvegyületek citotoxikus hatását konfluens HeLa sejttenyészeteken tanulmányoztuk 18 órás inkubálást követően. Az aktív vegyületek mindegyike csekély citotoxicitást mutatott. További, igen jelentős megfigyelés, hogy az aktív származékok képesek a parazita intracelluláris proliferációját (amasztigota forma) is gátolni, amint ez a T.cruzi-val fertőzött Vero-sejtekből kibocsátott paraziták számlálása bizonyította. Véleményünk szerint ez igen figyelemre méltó eredmény, u.i. a jelenleg alkalmazott T.cruzi elleni szerek (beznidazol, nifurtimox) nem képesek a parazita intracelluláris fázisát gátolni.
Results in English
Trypanosoma cruzi is the etiologic agent of Chagas disease, an endemic parasitosis in Latin America with 12–14 million people infected. Currently available drugs for treatment of this disease are unsatisfactory, particularly in its prevalent chronic form. In a search for novel chemical structures with potential trypanocidal activity we have synthesized novel aromatic multivalent glycosyl disulfides and some diglycosyl disulfides for testing against T.cruzi. Some of the tested compounds were found remarkably efficient to kill cell culture-derived trypomastigotes; 1,4-bis(β-D-galactopyranosyl-dithiomethylene) benzene proved to be the most active derivative with an IC50 of 8.7 ±1.21 µM. Other derivatives, of similar chemical structures, were further promising candidates with low IC50 values of ~ 15 µM. The cytotoxic effects of the active and inactive compounds were evaluated after 18 h incubation with confluent HeLa cell cultures. Pleasingly, all of the active trypanocidal agents showed low cytotoxicites. Further, we observed that several of the compounds tested were also able to inhibit intracellular proliferation or parasite differentiation (amastigote form) when the number of parasites released by T.cruzi infected Vero cells was evaluated. These observations, of outstanding interest, show a remarkable effect of these compounds against the intracellular stage of T.cruzi, an activity that is missing in the currently available drugs like beznidazol and nifurtimox.
