Effects of serine protease inhibitors on viability and morphology of Leishmania (Leishmania) amazonensis promastigotes

Abstract

To investigate the importance of serine proteases in Leishmania amazonensis promastigotes, we analyzed the effects of classical serine protease inhibitors and a Kunitz-type inhibitor, obtained from sea anemone Stichodactyla helianthus (ShPI-I), on the viability and morphology of parasites in culture. Classical inhibitors were selected on the basis of their ability to inhibit L. amazonensis serine proteases, previously described. The N-tosyl-L: -phenylalanine chloromethyl ketone (TPCK) and benzamidine (Bza) inhibitors, which are potential Leishmania proteases inhibitors, in all experimental conditions reduced the parasite viability, with regard to time dependence. On the other hand, N-tosyl-lysine chloromethyl ketone (TLCK) did not significantly affect the parasite viability, as it was poor Leishmania enzymes inhibitor. Ultrastructural analysis demonstrated that both Bza and TPCK induced changes in the flagellar pocket region with membrane alteration, including bleb formation. However, TPCK effects were more pronounced than those of Bza in Leishmania flagellar pocket in plasma membrane, and intracellular vesicular bodies was visualized. ShPI-I proved to be a powerful inhibitor of L. amazonensis serine proteases and the parasite viability. The ultrastructural alterations caused by ShPI-I were more dramatic than those induced by the classical inhibitors. Vesiculation of the flagellar pocket membrane, the appearance of a cytoplasmic vesicle that resembles an autophagic vacuole, and alterations of promastigotes shape resulted.

The Oligopeptidase B of Leishmania Regulates Parasite Enolase and Immune Evasion

“…Oligopeptidase B (OPB) 2 has been identified in other protozoa, including T. cruzi, Trypanosoma brucei, and Trypanosoma evansi (7-9). These enzymes represent a subfamily of potential chemotherapeutic targets (10) because their inhibitors have been shown to be trypanocidal (4,11,12). OPB of T. cruzi is involved in the invasion of host cells through the generation of an unknown signaling ligand that interacts with host cells in order to recruit lysosomes to their surface (7).…”

“…In protozoan parasites, proteases play key roles in life cycle transition, host invasion, parasite immune evasion, and the pathogenesis of parasitic diseases (1,2). At least 50 cysteine proteases and twenty serine proteases are known to exist in the Leishmania genome (3)(4)(5).…”

Proteases de Leishmania: novos alvos para o desenvolvimento racional de fármacos

“…Inibidores específicos sintéticos da atividade das serino-proteases de L. amazonensis foram utilizados em culturas de promastigotas e demonstrou-se que a inibição de tais enzimas leva o parasito à morte, sendo assim, tais enzimas são essenciais para a manutenção da sobrevivência da Leishmania. 70 Além disso, a inibição destas proteases interfere na morfologia do parasito, causando importante deformação da bolsa flagelar e a formação de vesículas intracelulares (Figura 6B e C ). 70 Um inibidor de serinoproteases purificado de anêmona do mar �ti�hoda�tyla helianthus (ShPI-I) também foi empregado neste estudo e, além de ser um inibidor mais potente da atividade das serino-proteases de L. ama� zonensis, demonstrou induzir alterações semelhantes às dos outros inibidores, pois os alvos quimioterápicos são os mesmos, porém exibiu efeitos muito mais marcantes nos parasitos, inclusive foi observada a presença de vacúolos autofágicos, responsáveis pela morte da Leishmania ( Figura 6D).…”

“…70 Além disso, a inibição destas proteases interfere na morfologia do parasito, causando importante deformação da bolsa flagelar e a formação de vesículas intracelulares (Figura 6B e C ). 70 Um inibidor de serinoproteases purificado de anêmona do mar �ti�hoda�tyla helianthus (ShPI-I) também foi empregado neste estudo e, além de ser um inibidor mais potente da atividade das serino-proteases de L. ama� zonensis, demonstrou induzir alterações semelhantes às dos outros inibidores, pois os alvos quimioterápicos são os mesmos, porém exibiu efeitos muito mais marcantes nos parasitos, inclusive foi observada a presença de vacúolos autofágicos, responsáveis pela morte da Leishmania ( Figura 6D). 70 Logo, a inibição das serinoproteases de Leishmania pode representar uma valiosa abordagem para o desenvolvimento racional de fármacos para o tratamento das Leishmanioses, produzindo drogas que possivelmente apresentem menos efeitos adversos para o hospedeiro e que tenham melhor índice terapêutico do que as drogas de uso corrente.…”

Biological Roles of Peptidases in Trypanosomatids~!2009-11-26~!2010-02-15~!2010-03-18~!

“…As yet, no specific functions have been addressed to these enzymes. The toxic effects of classical serine peptidase inhibitors on L. amazonensis parasites were correlated to enzymatic inhibition [190].…”