Published July 11, 2019 | Version v1
Publication Open

Evaluation of the inhibitory effect of ivermectin on the growth of Babesia and Theileria parasites in vitro and in vivo

Creators

  • 1. Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
  • 2. Landmark University

Description

Treatment is the principle way to control and eliminate piroplasmosis. The search for new chemotherapy against Babesia and Theileria has become increasingly urgent due to parasite resistance to current drugs. Ivermectin (IVM) was the world's first endectocide, capable of killing a wide variety of parasites and vectors, both inside and outside the body. It is currently authorized to treat onchocerciasis, lymphatic filariasis, strongyloidiasis, and scabies. The current study documented the efficacy of IVM on the growth of Babesia and Theileria in vitro and in vivo.The fluorescence-based assay was used for evaluating the inhibitory effect of IVM on four Babesia species, including B. bovis, B. bigemina, B. divergens, B. caballi, and Theileria equi, the combination with diminazene aceturate (DA), clofazimine (CF), and atovaquone (AQ) on in vitro cultures, and on the multiplication of a B. microti-infected mouse model. The cytotoxicity of compounds was tested on Madin-Darby bovine kidney (MDBK), mouse embryonic fibroblast (NIH/3 T3), and human foreskin fibroblast (HFF) cell lines.The half-maximal inhibitory concentration (IC50) values determined for IVM against B. bovis, B. bigemina, B. divergens, B. caballi, and T. equi were 53.3 ± 4.8, 98.6 ± 5.7, 30.1 ± 2.2, 43.7 ± 3.7, and 90.1 ± 8.1 μM, respectively. Toxicity assays on MDBK, NIH/3 T3, and HFF cell lines showed that IVM affected the viability of cells with a half-maximal effective concentration (EC50) of 138.9 ± 4.9, 283.8 ± 3.6, and 287.5 ± 7.6 μM, respectively. In the in vivo experiment, IVM, when administered intraperitoneally at 4 mg/kg, significantly (p < 0.05) inhibited the growth of B. microti in mice by 63%. Furthermore, combination therapies of IVM-DA, IVM-AQ, and IVM-CF at a half dose reduced the peak parasitemia of B. microti by 83.7%, 76.5%, and 74.4%, respectively. Moreover, this study confirmed the absence of B. microti DNA in groups treated with combination chemotherapy of IVM + DA and IVM + AQ 49 days after infection.These findings suggest that IVM has the potential to be an alternative remedy for treating piroplasmosis.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

العلاج هو الطريقة الرئيسية للسيطرة على داء البيروبلازما والقضاء عليه. أصبح البحث عن علاج كيميائي جديد ضد البابيزيا والتيليريا ملحا بشكل متزايد بسبب مقاومة الطفيليات للأدوية الحالية. كان الإيفرمكتين (IVM) أول مبيد داخلي في العالم، قادر على قتل مجموعة واسعة من الطفيليات والناقلات، داخل الجسم وخارجه. وهو مخول حاليًا لعلاج داء كلابية الذنب وداء الفيلاريات اللمفاوي وداء الأسطوانيات والجرب. وثقت الدراسة الحالية فعالية الإدارة المتكاملة لناقلات الأمراض على نمو بابيسيا وتيليريا في المختبر وفي الجسم الحي. تم استخدام المقايسة القائمة على الفلورة لتقييم التأثير المثبط للإدارة المتكاملة لناقلات الأمراض على أربعة أنواع من بابيسيا، بما في ذلك B. bovis و B. bigemina و B. divergens و B. caballi و Theileria equi، والجمع مع ثنائي مينازين أسيتات (DA) و clofazimine (CF) و atovaquone (AQ) على المزارع في المختبر، وعلى تكاثر نموذج الفأر المصاب بـ B. microti. تم اختبار السمية الخلوية للمركبات على كلى بقرية مادين داربي (MDBK)، والأرومة الليفية الجنينية للفأر (NIH/3 T3)، وخطوط خلايا الأرومة الليفية للقلفة البشرية (HFF). كانت قيم التركيز المثبط نصف الأقصى (IC50) المحددة لـ IVM ضد B. bovis و B. bigemina و B. divergens و B. caballi و T. equi 53.3 ± 4.8 و 98.6 ± 5.7 و 30.1 ± 2.2 و 43.7 ± 3.7 و 90.1 ± 8.1 ميكرومتر، على التوالي. أظهرت فحوصات السمية على خطوط خلايا MDBK و NIH/3 T3 و HFF أن IVM أثرت على صلاحية الخلايا ذات التركيز الفعال نصف الأقصى (EC50) البالغ 138.9 ± 4.9 و 283.8 ± 3.6 و 287.5 ± 7.6 ميكرومتر، على التوالي. في التجربة في الجسم الحي، عندما تدار داخل الصفاق في 4 ملغ/كغ، بشكل ملحوظ (ع < 0.05) تثبط نمو B. microti في الفئران بنسبة 63 ٪. علاوة على ذلك، قللت العلاجات المركبة لـ IVM - DA و IVM - AQ و IVM - CF بنصف جرعة من ذروة الطفيليات في B. microti بنسبة 83.7 ٪ و 76.5 ٪ و 74.4 ٪ على التوالي. علاوة على ذلك، أكدت هذه الدراسة عدم وجود الحمض النووي لـ B. microti في المجموعات التي عولجت بمزيج من العلاج الكيميائي لـ IVM + DA و IVM + AQ بعد 49 يومًا من الإصابة. تشير هذه النتائج إلى أن IVM لديه القدرة على أن يكون علاجًا بديلاً لعلاج داء البيروبلازما.

Translated Description (French)

Le traitement est le principal moyen de contrôler et d'éliminer la piroplasmose. La recherche de nouvelles chimiothérapies contre Babesia et Theileria est devenue de plus en plus urgente en raison de la résistance des parasites aux médicaments actuels. L'ivermectine (IVM) a été le premier endectocide au monde, capable de tuer une grande variété de parasites et de vecteurs, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du corps. Il est actuellement autorisé pour traiter l'onchocercose, la filariose lymphatique, la strongyloïdiose et la gale. La présente étude a documenté l'efficacité de la MIV sur la croissance de Babesia et Theileria in vitro et in vivo. Le test basé sur la fluorescence a été utilisé pour évaluer l'effet inhibiteur de la MIV sur quatre espèces de Babesia, dont B. bovis, B. bigemina, B. divergens, B. caballi et Theileria equi, l'association avec l'acéturate de diminazène (DA), la clofazimine (CF) et l'atovaquone (AQ) sur des cultures in vitro et sur la multiplication d'un modèle de souris B. microti-infectée. La cytotoxicité des composés a été testée sur des lignées cellulaires de rein bovin Madin-Darby (MDBK), de fibroblastes embryonnaires de souris (NIH/3 T3) et de fibroblastes du prépuce humain (HFF). Les valeurs de concentration inhibitrice semi-maximale (IC50) déterminées pour IVM contre B. bovis, B. bigemina, B. divergens, B. caballi et T. equi étaient de 53,3 ± 4,8, 98,6 ± 5,7, 30,1 ± 2,2, 43,7 ± 3,7 et 90,1 ± 8,1 μM, respectivement. Les tests de toxicité sur les lignées cellulaires MDBK, NIH/3 T3 et HFF ont montré que la MIV affectait la viabilité des cellules avec une concentration efficace (CE50) demi-maximale de 138,9 ± 4,9, 283,8 ± 3,6 et 287,5 ± 7,6 μM, respectivement. Dans l'expérience in vivo, la MIV, lorsqu'elle est administrée par voie intrapéritonéale à 4 mg/kg, inhibe significativement (p < 0,05) la croissance de B. microti chez la souris de 63 %. De plus, les traitements combinés d'IVM-DA, d'IVM-AQ et d'IVM-CF à une demi-dose ont réduit le pic de parasitémie de B. microti de 83,7 %, 76,5 % et 74,4 %, respectivement. De plus, cette étude a confirmé l'absence d'ADN de B. microti dans les groupes traités par chimiothérapie combinée IVM + DA et IVM + AQ 49 jours après l'infection. Ces résultats suggèrent que l'IVM a le potentiel d'être un remède alternatif pour traiter la piroplasmose.

Translated Description (Spanish)

El tratamiento es la principal forma de controlar y eliminar la piroplasmosis. La búsqueda de nueva quimioterapia contra Babesia y Theileria se ha vuelto cada vez más urgente debido a la resistencia del parásito a los medicamentos actuales. La ivermectina (IVM) fue el primer endectocida del mundo, capaz de matar una amplia variedad de parásitos y vectores, tanto dentro como fuera del cuerpo. Actualmente está autorizado para tratar la oncocercosis, la filariasis linfática, la estrongiloidiasis y la sarna. El estudio actual documentó la eficacia de la IVM en el crecimiento de Babesia y Theileria in vitro e in vivo. El ensayo basado en fluorescencia se utilizó para evaluar el efecto inhibidor de la IVM en cuatro especies de Babesia, incluidas B. bovis, B. bigemina, B. divergens, B. caballi y Theileria equi, la combinación con aceturato de diminazeno (DA), clofazimina (CF) y atovaquona (AQ) en cultivos in vitro y en la multiplicación de un modelo de ratón infectado con B. microti. La citotoxicidad de los compuestos se probó en líneas celulares de riñón bovino Madin-Darby (MDBK), fibroblastos embrionarios de ratón (NIH/3 T3) y fibroblastos de prepucio humano (HFF). Los valores de concentración inhibitoria semimáxima (IC50) determinados para IVM contra B. bovis, B. bigemina, B. divergens, B. caballi y T. equi fueron 53.3 ± 4.8, 98.6 ± 5.7, 30.1 ± 2.2, 43.7 ± 3.7 y 90.1 ± 8.1 μM, respectivamente. Los ensayos de toxicidad en líneas celulares MDBK, NIH/3 T3 y HFF mostraron que la IVM afectó la viabilidad de las células con una concentración efectiva media máxima (EC50) de 138.9 ± 4.9, 283.8 ± 3.6 y 287.5 ± 7.6 μM, respectivamente. En el experimento in vivo, la IVM, cuando se administró por vía intraperitoneal a 4 mg/kg, inhibió significativamente (p < 0.05) el crecimiento de B. microti en ratones en un 63%. Además, las terapias de combinación de IVM-DA, IVM-AQ e IVM-CF a la mitad de la dosis redujeron la parasitemia máxima de B. microti en un 83,7%, 76,5% y 74,4%, respectivamente. Además, este estudio confirmó la ausencia de ADN de B. microti en grupos tratados con quimioterapia combinada de IVM + DA e IVM + AQ 49 días después de la infección. Estos hallazgos sugieren que la IVM tiene el potencial de ser un remedio alternativo para tratar la piroplasmosis.

Files

s41182-019-0171-8.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d98350a6d162eaf194385f3aba8eefa0
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم التأثير المثبط للإيفرمكتين على نمو طفيليات البابيزيا والتيليريا في المختبر وفي الجسم الحي
Translated title (French)
Évaluation de l'effet inhibiteur de l'ivermectine sur la croissance des parasites Babesia et Theileria in vitro et in vivo
Translated title (Spanish)
Evaluación del efecto inhibidor de la ivermectina sobre el crecimiento de los parásitos Babesia y Theileria in vitro e in vivo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2959708344
DOI
10.1186/s41182-019-0171-8

Is supplement to
https://openalex.org/W4224312877 (Other)
https://openalex.org/W2606749682 (Other)
https://openalex.org/W2560391611 (Other)
https://openalex.org/W2337104398 (Other)
https://openalex.org/W2112655039 (Other)
https://openalex.org/W2079584260 (Other)
https://openalex.org/W2046786010 (Other)
https://openalex.org/W2042310411 (Other)
https://openalex.org/W2031416309 (Other)
https://openalex.org/W1963774861 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W130002695
  • https://openalex.org/W1515257217
  • https://openalex.org/W1964363241
  • https://openalex.org/W1964670826
  • https://openalex.org/W1976790437
  • https://openalex.org/W1978843035
  • https://openalex.org/W1997409360
  • https://openalex.org/W2022288906
  • https://openalex.org/W2059943476
  • https://openalex.org/W2060280321
  • https://openalex.org/W2092042348
  • https://openalex.org/W2099682871
  • https://openalex.org/W2101595934
  • https://openalex.org/W2103562758
  • https://openalex.org/W2109880546
  • https://openalex.org/W2118552522
  • https://openalex.org/W2139913584
  • https://openalex.org/W2150749775
  • https://openalex.org/W2152185415
  • https://openalex.org/W2157816346
  • https://openalex.org/W2172178119
  • https://openalex.org/W2180408356
  • https://openalex.org/W2284824076
  • https://openalex.org/W2426965800
  • https://openalex.org/W2557652187
  • https://openalex.org/W2561877912
  • https://openalex.org/W2601688269
  • https://openalex.org/W2608151034
  • https://openalex.org/W2718054753
  • https://openalex.org/W2787257466
  • https://openalex.org/W2792182972
  • https://openalex.org/W2802404224
  • https://openalex.org/W343791021
  • https://openalex.org/W4211001296
  • https://openalex.org/W4253981044
  • https://openalex.org/W4322701378