Dışa atım pompa inhibitörleri ve antilayşmanyal ilaç kombinasyonlarının leishmania tropica ve leishmania infantum izolatlarına etkisi

Abstract

İnsanlığın karşı karşıya kaldığı en önemli halk sağlığı sorunlarından biri olan ilaç direnci, antilayşmanyal ajan geliştirmede yeni stratejileri ve yaklaşımları zorunlu kılmaktadır. Dışa atım pompa inhibitörleri (DAPİ) ve diğer aday ajanlar ile ilgili gelişmeler umut verici olmakla birlikte, mevcut antilayşmanyallerin kullanım sürelerini ve etkinliklerini artırabilme arayışları da devam etmektedir. Bu çalışmada rezerpin (REZ), berberin (BER) ve verapamil (VER) olmak üzere üç adet DAPİ’nin antilayşmanyallere etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. DAPİ’ler, pentostam (PEN) ve miltefosin (MİL)’in, Leishmania tropica ve Leishmania infantum suşlarına karşı, antilayşmanyal etkinliği sıvı mikrodilüsyon yöntemiyle belirlenmiştir. Minimum parazitisit konsantrasyon (MPK) değerleri invert mikroskopla, IC50 değerleri ise MTT canlılık tayin yöntemiyle saptanmıştır. Antilayşmanyal etkinlikleri belirlenen DAPİ’lerin MİL ve PEN üzerine etkileri dama tahtası (checkerboard) yöntemiyle araştırılmıştır. Antilayşmanyal ilaçlardan MİL ve PEN’in L.tropica ve L.infantum için MPK değerleri sırasıyla 24 ve 48. saatlerde 64 ve 196 µg/mL olarak saptanmıştır. DAPİ’lerden REZ ve BER için MPK değerleri, aynı inkübasyon süreleri için sırasıyla 314 ve 64 µg/mL, VER için 24. saatte 80 µg/ mL, 48. saatte ise 40 µg/mL olarak belirlenmiştir. Antilayşmanyallerden MİL’in IC50 değerleri L.tropica ve L.infantum için 24 ve 48. saatlerde sırasıyla, 4.91/3.47 ve 4.05/2.91 µg/mL, PEN’in ise aynı inkübasyon sürelerinde sırasıyla, 34.58/59.86 ve 18.48/40.63 µg/mL olarak hesaplanmıştır. DAPİ’lerden REZ, BER ve VER’in IC50 değerleri L.tropica için 24/48. saatlerde sırasıyla, 74.05/50.61, 7.27/6.1 ve 12.52/4.53 µg/ mL, L.infantum için ise 64.52/51.72, 8.21/8.01 ve 11.59/7.69 µg/mL olarak hesaplanmıştır. MİL’in; REZ, BER ve VER ile kombinasyonunda, 24 ve 48 saatlik inkübasyon koşullarında sinerjik etkileşim görülmüştür. PEN’in, REZ ile kombinasyonunda 24. saatte kısmi sinerji, 48. saatte ise sinerji görülürken, BER ve VER ile kombinasyonunda her iki inkübasyon koşulunda da sinerjik etkileşimler saptanmıştır. Sinerji sonuçları hem L.tropica hem de L.infantum suşlarında aynı bulunmuştur. Son yıllarda yeni antimikrobiyallerin keşfine yönelik araştırmaların hızının önemli ölçüde azalmasıyla direnç mekanizmalarına etki edebilecek yeni moleküllerin araştırılması zorunlu hale gelmiştir. DAPİ’lerin, ilaç direnciyle mücadelede antilayşmanyal ajanların klinik performansını artırabilecek ve yan etki düzeyini azaltabilecek umut verici bir yaklaşım olabileceği düşünülmektedir

Drug resistance, one of the most important public health problems facing humanity, necessitates new strategies and approaches in the development of antileishmanial agents. Although developments regarding efflux pump inhibitors (EPIs) and other candidate agents are promising, the search continues to increase the duration of use and efficacy of existing antileishmanials. The aim of this study was to investigate the antileishmanial effects of three EPIs, namely reserpine, berberine and verapamil. The antileishmanial activities of EPIs, pentostam and miltefosine against Leishmania tropica and Leishmania infantum strains were determined by broth microdilution method. Minimum parasiticidal concentration (MPC) values were determined by inverted microscope and IC50 values were determined by MTT viability assay method. The effects of EPIs with determined antileishmanial activities on miltefosine and pentostam were investigated by checkerboard method. The MPC values of antileishmanial drugs miltefosine and pentostam for L.tropica and L.infantum were determined as 64 and 196 µg/mL at 24 and 48 hours, respectively. The MPC values of EPIs reserpine and berberine were determined as 314 and 64 µg/mL for the same incubation times and for verapamil, they were determined as 80 µg/mL at 24 hours and 40 µg/mL at 48 hours. Among anti-leishmanials, the IC50 values of miltefosine were calculated as 4.91/3.47 and 4.05/2.91 µg/mL for L.tropica and L.infantum at 24 and 48 hours, respectively and that of pentostam were calculated as 34.58/59.86 and 18.48/40.63 µg/mL at the same incubation times, respectively.The IC50 values of EPIs, reserpine, berberine, and verapamil were calculated as 74.05/50.61, 7.27/6.1, and 12.52/4.53 µg/mL for L.tropica at 24/48 hours, respectively and 64.52/51.72, 8.21/8.01, and 11.59/7.69 µg/mL for L.infantum. When miltefosine was combined with reserpine, berberine or verapamil, synergistic interactions were observed at 24 and 48 hours of incubation. When pentostam was combined with reserpine, partial synergy was observed at 24 hours and synergy was observed at 48 hours. When pentostam was combined with berberine or verapamil, synergistic interactions were observed at both incubation conditions. Synergy results were found to be the same in both L.tropica and L.infantum strains. In recent years, the speed of research on the discovery of new antimicrobials has significantly decreased and it has become necessary to investigate new molecules that can affect resistance mechanisms. It is thought that EPIs may be a promising approach that can increase the clinical performance of antileishmanial agents and reduce the level of side effects in the fight against drug resistance.