Published June 11, 2021 | Version v1
Publication Open

Licarin-B Exhibits Activity Against the Toxoplasma gondii RH Strain by Damaging Mitochondria and Activating Autophagy

Creators

  • 1. Ningbo University
  • 2. Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences
  • 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 4. Jinan University

Description

Toxoplasma gondii is an obligate intracellular pathogen that infects warm-blooded animals and humans. However, side effects limit toxoplasmosis treatment, and new drugs with high efficiency and low toxicity need to be developed. Natural products found in plants have become a useful source of drugs for toxoplasmosis. In this study, twenty natural compounds were screened for anti- T. gondii activity by Giemsa staining or real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction (qPCR) in vitro . Among these, licarin-B from nutmeg exhibited excellent anti- T. gondii activity, inhibiting T. gondii invasion and proliferation in a dose-dependent manner, with an EC 50 of 14.05 ± 3.96 μg/mL. In the in vivo , licarin-B treatment significantly reduced the parasite burden in tissues compared to no treatment, protected the 90% infected mice from to death at 50 mg/kg.bw. Flow cytometry analysis suggested a significant reduction in T. gondii survival after licarin-B treatment. Ultrastructural changes in T. gondii were observed by transmission electron microscopy (TEM), as licarin-B induced mitochondrial swelling and formation of cytoplasmic vacuoles, an autophagosome-like double-membrane structure and extensive clefts around the T. gondii nucleus. Furthermore, MitoTracker Red CMXRos, MDC, and DAPI staining showed that licarin-B promoted mitochondrial damage, autophagosome formation, and nuclear disintegration, which were consistent with the TEM observations. Together, these findings indicate that licarin-B is a promising anti- T. gondii agent that potentially functions by damaging mitochondria and activating autophagy, leading to T. gondii death.

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

Translated Description (Arabic)

التوكسوبلازما الغوندي هي أحد مسببات الأمراض داخل الخلايا التي تصيب الحيوانات ذوات الدم الحار والبشر. ومع ذلك، فإن الآثار الجانبية تحد من علاج داء المقوسات، ويجب تطوير أدوية جديدة ذات كفاءة عالية وسمية منخفضة. أصبحت المنتجات الطبيعية الموجودة في النباتات مصدرًا مفيدًا لأدوية داء المقوسات. في هذه الدراسة، تم فحص عشرين مركبًا طبيعيًا بحثًا عن نشاط مضاد T. gondii بواسطة تلوين Giemsa أو تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي الفلوري في الوقت الفعلي (qPCR) في المختبر . من بين هذه، أظهر الليكارين- B من جوزة الطيب نشاطًا ممتازًا مضادًا لـ T. gondii، مما أدى إلى تثبيط غزو T. gondii وانتشاره بطريقة تعتمد على الجرعة، مع EC 50 من 14.05 ± 3.96 ميكروغرام/مل. في الجسم الحي ، قلل علاج الليكارين- ب بشكل كبير من عبء الطفيليات في الأنسجة مقارنة بعدم العلاج، وحمى 90 ٪ من الفئران المصابة حتى الموت عند 50 ملغ/كغ. اقترح تحليل قياس التدفق الخلوي انخفاضًا كبيرًا في بقاء T. gondii بعد علاج الليكارين- B. لوحظت التغيرات البنيوية في T. gondii عن طريق الفحص المجهري الإلكتروني (TEM)، مثل تورم الميتوكوندريا الناجم عن الليكارين - ب وتشكيل فجوات السيتوبلازم، وهي بنية غشائية مزدوجة تشبه البلعمة الذاتية وشقوق واسعة حول نواة T. gondii. علاوة على ذلك، أظهر تلوين MitoTracker Red CMXRos و MDC و DAPI أن الليكارين- B عزز تلف الميتوكوندريا وتكوين البلعمة الذاتية والتفكك النووي، والتي كانت متسقة مع ملاحظات TEM. تشير هذه النتائج مجتمعة إلى أن الليكارين- B هو عامل واعد مضاد لـ T. gondii يحتمل أن يعمل عن طريق إتلاف الميتوكوندريا وتنشيط الالتهام الذاتي، مما يؤدي إلى وفاة T. gondii.

Translated Description (French)

Toxoplasma gondii est un pathogène intracellulaire obligatoire qui infecte les animaux à sang chaud et les humains. Cependant, les effets secondaires limitent le traitement de la toxoplasmose, et de nouveaux médicaments à haute efficacité et à faible toxicité doivent être développés. Les produits naturels présents dans les plantes sont devenus une source utile de médicaments contre la toxoplasmose. Dans cette étude, vingt composés naturels ont été criblés pour l'activité anti- T. gondii par coloration Giemsa ou réaction en chaîne de la polymérase quantitative par fluorescence en temps réel (qPCR) in vitro . Parmi ceux-ci, la licarine-B de la noix de muscade a montré une excellente activité anti-T. gondii, inhibant l'invasion et la prolifération de T. gondii de manière dose-dépendante, avec une CE 50 de 14,05 ± 3,96 μg/mL. In vivo , le traitement à la licarine-B a significativement réduit la charge parasitaire dans les tissus par rapport à l'absence de traitement, protégeant les souris infectées à 90% de la mort à 50 mg/kg.bw. L'analyse par cytométrie de flux a suggéré une réduction significative de la survie de T. gondii après le traitement à la licarine-B. Des changements ultrastructuraux chez T. gondii ont été observés par microscopie électronique à transmission (TEM), car le gonflement mitochondrial induit par la licarine-B et la formation de vacuoles cytoplasmiques, une structure à double membrane semblable à celle des autophagosomes et des fentes étendues autour du noyau de T. gondii. De plus, la coloration MitoTracker Red CMXRos, MDC et DAPI a montré que la licarine-B favorisait les dommages mitochondriaux, la formation d'autophagosomes et la désintégration nucléaire, ce qui était cohérent avec les observations met. Ensemble, ces résultats indiquent que la licarine-B est un agent anti-T. gondii prometteur qui fonctionne potentiellement en endommageant les mitochondries et en activant l'autophagie, entraînant la mort de T. gondii.

Translated Description (Spanish)

Toxoplasma gondii es un patógeno intracelular obligado que infecta a los animales de sangre caliente y a los seres humanos. Sin embargo, los efectos secundarios limitan el tratamiento de la toxoplasmosis y es necesario desarrollar nuevos fármacos con alta eficiencia y baja toxicidad. Los productos naturales que se encuentran en las plantas se han convertido en una fuente útil de medicamentos para la toxoplasmosis. En este estudio, se analizaron veinte compuestos naturales para determinar la actividad anti-T. gondii mediante tinción de Giemsa o reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa de fluorescencia en tiempo real (qPCR) in vitro . Entre estos, la licarina-B de la nuez moscada mostró una excelente actividad anti-T. gondii, inhibiendo la invasión y proliferación de T. gondii de una manera dependiente de la dosis, con una EC 50 de 14.05 ± 3.96 μg/mL. En el in vivo , el tratamiento con licarina-B redujo significativamente la carga del parásito en los tejidos en comparación con ningún tratamiento, protegió al 90% de los ratones infectados de la muerte a 50 mg/kg.bw. El análisis de citometría de flujo sugirió una reducción significativa en la supervivencia de T. gondii después del tratamiento con licarina-B. Se observaron cambios ultraestructurales en T. gondii mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), ya que la licarina B indujo hinchazón mitocondrial y formación de vacuolas citoplasmáticas, una estructura de doble membrana similar a un autofagosoma y hendiduras extensas alrededor del núcleo de T. gondii. Además, la tinción con CMXRos, MDC y DAPI de MitoTracker Red mostró que la licarina-B promovía el daño mitocondrial, la formación de autofagosomas y la desintegración nuclear, lo que era consistente con lo observado en el TEM. En conjunto, estos hallazgos indican que la licarina-B es un agente anti-T. gondii prometedor que potencialmente funciona dañando las mitocondrias y activando la autofagia, lo que lleva a la muerte de T. gondii.

Files

pdf.pdf

Files (5.0 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
md5:32fc088e262ed77bf003e318029bcc2a
5.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يعرض ليكارين- ب نشاطًا ضد سلالة المقوسات الغوندية RH عن طريق إتلاف الميتوكوندريا وتنشيط الالتهام الذاتي
Translated title (French)
Licarin-B présente une activité contre la souche RH de Toxoplasma gondii en endommageant les mitochondries et en activant l'autophagie
Translated title (Spanish)
La Licarina-B exhibe actividad contra la cepa RH de Toxoplasma gondii dañando las mitocondrias y activando la autofagia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3169326615
DOI
10.3389/fcell.2021.684393

Is supplement to
https://openalex.org/W2808435804 (Other)
https://openalex.org/W2752789320 (Other)
https://openalex.org/W2470362997 (Other)
https://openalex.org/W2414269689 (Other)
https://openalex.org/W2394587704 (Other)
https://openalex.org/W2021411739 (Other)
https://openalex.org/W2019516397 (Other)
https://openalex.org/W1988199372 (Other)
https://openalex.org/W1656959097 (Other)
https://openalex.org/W1485674412 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1540319664
  • https://openalex.org/W1853875806
  • https://openalex.org/W1922466054
  • https://openalex.org/W2006578754
  • https://openalex.org/W2021092016
  • https://openalex.org/W2023734386
  • https://openalex.org/W2033103553
  • https://openalex.org/W2041782544
  • https://openalex.org/W2096873907
  • https://openalex.org/W2098922030
  • https://openalex.org/W2121623555
  • https://openalex.org/W2123719488
  • https://openalex.org/W2144380169
  • https://openalex.org/W2159282513
  • https://openalex.org/W2168600091
  • https://openalex.org/W2575878512
  • https://openalex.org/W2773793497
  • https://openalex.org/W2790312388
  • https://openalex.org/W2801280909
  • https://openalex.org/W2803392629
  • https://openalex.org/W2903945500
  • https://openalex.org/W2906266607
  • https://openalex.org/W2965134608
  • https://openalex.org/W2971706970