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Superoxide: A major role in the mechanism of action of essential antimalarial drugs

Authors :
Karine Reybier
Pierre Perio
Chinedu O. Egwu
Ioannis Tsamesidis
Jean-Michel Augereau
Françoise Benoit-Vical
Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Alex Ekwueme Federal University Ndufu-Alike, Ikwo (AE-FUNAI)
Laboratoire de chimie de coordination (LCC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
New Antimalarial Molecules and Pharmacological Approaches (ERL1289)
Centre d'investigation clinique de Toulouse (CIC 1436)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Pôle Santé publique et médecine publique [CHU Toulouse]
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)
ANR-16-CE35-0003,INMAR,Réseau intégré des mécanismes de quiescence & clairance impliqués dans la résistance à l'artémisinine chez Plasmodium(2016)
Source :
Free Radical Biology and Medicine, Free Radical Biology and Medicine, Elsevier, 2021, 167, pp.271-275. ⟨10.1016/j.freeradbiomed.2021.03.001⟩, Free Radical Biology and Medicine, 2021, 167, pp.271-275. ⟨10.1016/j.freeradbiomed.2021.03.001⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; Understanding the mode of action of antimalarials is central to optimizing their use and the discovery of new therapeutics. Currently used antimalarials belong to a limited series of chemical structures and their mechanisms of action are coutinuously debated. Whereas the involvement of reactive species that in turn kill the parasites sensitive to oxidative stress, is accepted for artemisinins, little is known about the generation of such species in the case of quinolines or hydroxynaphtoquinone. Moreover, the nature of the reactive species involved has never been characterized in Plasmodium-infected erythrocytes. The aim of this work was to determine and elucidate the production of the primary radical, superoxide in Plasmodium-infected erythrocytes treated with artemisinin, dihydroartemisinin, chloroquine and atovaquone, as representatives of three major classes of antimalarials. The intracellular generation of superoxide was quantified by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS). We demonstrated that artemisinins, atovaquone and to a lesser extent chloroquine, generate significant levels of superoxide radicals in Plasmodium falciparum sensitive strains. More so, the production of superoxide was lowered in chloroquine-resistant strain of Plasmodium treated with chloroquine. These results consolidate the knowledge about the mechanism of action of these different antimalarials and should be taken into consideration in the design of future drugs to fight drug-resistant parasites.

Details

Language :
English
ISSN :
08915849
Database :
OpenAIRE
Journal :
Free Radical Biology and Medicine, Free Radical Biology and Medicine, Elsevier, 2021, 167, pp.271-275. ⟨10.1016/j.freeradbiomed.2021.03.001⟩, Free Radical Biology and Medicine, 2021, 167, pp.271-275. ⟨10.1016/j.freeradbiomed.2021.03.001⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....562bc4b52214d70cd4dca5a5b5b70d8d
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2021.03.001⟩