Aumento de la concentración inhibidora de nitroimidazol entre los aislados de Entamoeba histolytica que causan absceso hepático amebiano y detección de andrografólido como fármaco de reutilización

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Jun 21, 2023

Aumento de la concentración inhibidora de nitroimidazol entre los aislados de Entamoeba histolytica que causan absceso hepático amebiano y detección de andrografólido como fármaco de reutilización

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 12192 (2023) Citar este artículo 272 Accesos 1 Detalles de Altmetric Metrics Las infecciones por Entamoeba histolytica (E. histolytica) provocan considerables

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 12192 (2023) Citar este artículo

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Las infecciones por Entamoeba histolytica (E. histolytica) provocan una morbilidad y mortalidad considerables en todo el mundo y el tratamiento depende de una única clase de fármacos, los nitroimidazoles. Los fracasos del tratamiento y los informes intermitentes de recaídas en diferentes partes del mundo indican un desarrollo de resistencia clínica a los medicamentos. En el presente estudio, se realizaron pruebas de susceptibilidad de aislados clínicos de E. histolytica frente a metronidazol y tinidazol. Además, también se evaluó la propiedad antiamebiana de los compuestos activos de Andrographis paniculata. También se analizó la prevalencia del gen de resistencia al metronidazol (nim) en pacientes que acudieron al hospital para obtener una visión integral de la situación actual de la resistencia a los medicamentos en E. histolytica. El valor medio de la concentración inhibitoria 50 (CI50) de los aislados de E. histolytica contra metronidazol y tinidazol fue de 20,01 y 16,1 µM respectivamente. La andrografólida mostró un valor medio mínimo de CI50 (3,06 µM). Se observó un porcentaje significativo de inhibición de los aislados de E. histolytica con andrographolide en comparación con metronidazol (p = 0,0495). Ninguno de los aislados de E. histolytica mostró la presencia del gen nim. Sin embargo, en muestras de heces de la población que acude al hospital, se encontró que la prevalencia del gen nimE era del 76,6% (69/90) y del 62,2% (56/90) en muestras con diarrea y sin diarrea, respectivamente. Las concentraciones inhibidoras de los nitroimidazoles comúnmente utilizados contra aislados clínicos de E. histolytica están aumentando. El porcentaje de inhibición de los aislados de E. histolytica con andrographolide fue significativamente mayor que el del fármaco de control metronidazol.

La elección de los fármacos para el tratamiento de las infecciones por Entamoeba suele depender del diagnóstico y de la gravedad de la enfermedad. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que todos los pacientes infectados por Entamoeba histolytica (E. histolytica) sean tratados1. Sin embargo, debido a la falta de disponibilidad y a la toxicidad asociada, el tratamiento de las infecciones por E. histolytica depende desde hace más de medio siglo de una única clase de fármacos, los nitroimidazoles2. La seguridad y eficacia de los nitroimidazoles en todas las formas de amebiasis ha sido firmemente establecida3. El agente más utilizado de esta clase es el metronidazol. El metronidazol ha sido la opción de primera línea para una serie de infecciones por anaeróbicos y protozoos en todo el mundo.

Sin embargo, el uso excesivo indiscriminado, las ventas sin receta (OTC) y los regímenes de tratamiento inadecuados han resultado en el aumento de la concentración mínima inhibitoria (CIM) del fármaco4. La aparición de cepas resistentes al metronidazol in vivo e in vitro puede ser una indicación de la resistencia emergente a los medicamentos. Sin embargo, los estudios sobre la resistencia al metronidazol y los mecanismos asociados en la India son muy limitados5. La detección de genes de resistencia a partir de muestras clínicas sin aislados puros puede resultar útil en estudios epidemiológicos sobre la distribución de los genes de resistencia. Además, las pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos mediante métodos de cultivo proporcionan información sobre los genes de resistencia únicamente de los microorganismos que son capaces de crecer en determinadas condiciones.

Los casos de fracaso del tratamiento, incluso después de una terapia adecuada, en diferentes partes del mundo indican el desarrollo de resistencia clínica a los medicamentos. Los informes de recurrencia en los casos de manifestación extraintestinal de E. histolytica están en aumento6,7,8,9. Hay informes de múltiples recaídas y fracasos del tratamiento a pesar de seguir un manejo adecuado6. Sin embargo, la resistencia al metronidazol, aunque descrita en Giardia lamblia, Trichomonas vaginalis y Leishmania donovani, aún no está documentada en el caso de los aislados de E. histolytica10,11,12,13.

Hasta la fecha se han identificado diez genes de resistencia al nitroimidazol (nim A a nim J) que confieren una sensibilidad reducida a los fármacos que contienen 5-nitroimidazol14,15,16. El mecanismo propuesto para la resistencia del gen nim establece que codifica una enzima llamada 5-nitroimidazol reductasa, que inhibe la formación de radicales nitrosos críticos para la actividad antimicrobiana17. Se ha demostrado que el alto nivel de resistencia al metronidazol puede inducirse fácilmente en cepas que contienen el gen nim15. Se ha informado del aumento de la frecuencia del gen nim incluso después de una exposición breve al tratamiento con metronidazol.

Desde los últimos 60 años, no se ha desarrollado ningún fármaco nuevo contra las infecciones por E. histolytica, a pesar de las urgencias establecidas por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) para el desarrollo de fármacos para el tratamiento de patógenos de categoría B. La resistencia al fármaco in vitro en metronidazol no es un problema grave en la actualidad; sin embargo, las crecientes concentraciones inhibidoras y los casos de fracasos del tratamiento presagian una resistencia clínica6,7,8. Además, existen varios efectos adversos asociados con el uso prolongado de metronidazol, que incluyen diarrea, pérdida de apetito, sabor metálico, inducción de efectos genotóxicos, daño al ADN y daño celular oxidativo3,18,19. Las reacciones más críticas incluyen efectos sobre el sistema nervioso central, neuropatía periférica, ataxia, vértigo, convulsiones y toxicidad cerebelosa20,21,22. Por tanto, resulta importante reconsiderar la relación riesgo-beneficio y la susceptibilidad del individuo en caso de prescripción de metronidazol.

La revalorización de diferentes plantas medicinales por sus propiedades terapéuticas ha cobrado mucha importancia debido a la aparición de resistencias a los agentes comúnmente utilizados. Una de esas especies de plantas es Andrographis paniculata (A. paniculata). A. paniculata es una hierba medicinal con numerosas propiedades farmacológicas. El abundante uso terapéutico de esta planta ha sido demostrado en las regiones tropicales y subtropicales del sudeste asiático23. Estas regiones también son endémicas para las infecciones por Entamoeba, lo que provoca una morbilidad y mortalidad considerables24,25,26. La andrographolide es el único compuesto importante aislado de A. paniculata, que se ha estudiado por sus numerosas propiedades medicinales. La neoandrografólida y la andrograpanina son los otros diterpenoides dominantes e importantes aislados de la parte aérea de A. paniculata27. En nuestra experiencia, recientemente se ha informado sobre propiedades antihelmínticas significativas y la estimación cuantitativa de los compuestos marcadores en los extractos de hojas de A. paniculata contra aislados de uncinarias humanas28.

En nuestro centro de atención terciaria, hemos estudiado previamente la alta prevalencia de E. histolytica en el absceso hepático amebiano (ALA) y la alta recurrencia de ALA en un estudio de seguimiento de 2 años8,29. La ubicación del presente estudio es en la cuenca del Ganges, que se ha asociado con una mayor incidencia de ALA en un país vecino endémico. La inusual tasa de recurrencia podría indicar el desarrollo gradual de la resistencia clínica a los fármacos comúnmente utilizados en esta zona geográfica. En consecuencia, planteamos la hipótesis de si la resistencia clínica al tratamiento con metronidazol se refleja en las pruebas de sensibilidad a los medicamentos de E. histolytica. Con estos antecedentes, el objetivo de este estudio fue evaluar la susceptibilidad a fármacos de los aislados clínicos de E. histolytica causantes de ALA frente a metronidazol y tinidazol. Junto con esto, se realizó el análisis de la actividad antiamebiana de los compuestos activos de A. paniculata (andrografólido, neoandrografólido y andrograpanina). Además, debido a la escasez de datos existentes, también se llevó a cabo la prevalencia del gen de resistencia al metronidazol (gen nim) en muestras de heces de pacientes que acudieron al hospital, para proporcionar una imagen completa de la situación actual de la resistencia a los medicamentos en E. histolytica.

Se encontró que los 15 aspirados de hígado incluidos en el estudio fueron positivos para E. histolytica mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) multipex anidada para Entamoeba sp. Sin embargo, sólo 2 (13,3%) muestras de heces de estos pacientes con ALA fueron positivas para E. histolytica. Como hemos informado anteriormente sobre una mayor tasa de recurrencia en pacientes con ALA, el aislamiento de los trofozoítos se realizó a partir de muestras de aspirado de hígado. La Figura 1 muestra la presencia de trofozoítos en las muestras de aspirado de hígado. Entre las muestras diarreicas incluidas en el presente estudio, 3 (3,3%) muestras fueron positivas para E. histolytica.

Imagen microscópica de los trofozoítos en las muestras de aspirado de hígado (40x).

La edad media de los pacientes con ALA fue de 41,06 ± 7,3 años. La mayoría (13/15, 86,6%) de los participantes eran hombres. Considerando su residencia, 9 (60%) participantes eran de origen rural y 6 (40%) eran de área urbana. Del total, 5 (33,3%) participantes habían recibido educación superior (por encima del quinto grado), 7 (46,6%) participantes tenían educación primaria y 3 (20%) no tenían educación. La mayoría (11/15, 73,3%) de los participantes estaban empleados. Cinco (33,3%) participantes eran de nivel económico bajo y 10 (66,6%) participantes eran de nivel económico medio. En el presente estudio, la incidencia de ALA fue más frecuente en hombres de mediana edad de origen rural. Sin embargo, no se encontró una correlación significativa entre los factores demográficos y la incidencia de ALA debido a la inclusión sólo de los casos enfermos de ALA (sin controles) y el pequeño tamaño de la muestra del estudio.

Se encontró que el valor IC50 medio de los aislados de E. histolytica frente a metronidazol y tinidazol era 20,01 µM y 16,1 µM respectivamente. Los valores medios de CI50 fueron significativamente mayores (p = 0,022) para metronidazol en comparación con tinidazol. La Figura 2 muestra la representación gráfica del porcentaje medio de inhibición de los 15 aislados clínicos de E. histolytica por el metronidazol y el tinidazol. Como se desprende de la Fig. 2, el porcentaje de inhibición del tinidazol fue mayor que el del metronidazol contra los aislados clínicos de E. histolytica en todo el rango de concentración incluido en el estudio. En la Tabla 1 se muestra una lista de estudios que muestran detalles de las pruebas de sensibilidad a los medicamentos de los aislados de E. histolytica utilizando diversos ensayos.

Porcentaje de inhibición de aislados clínicos de E. histolytica por metronidazol y tinidazol.

El valor IC50 medio de los aislados de E. histolytica frente a los compuestos activos y el fármaco de control, metronidazol, se muestra en la Tabla 2. La andrógrafolida mostró el valor IC50 medio mínimo (3,06 µM) frente a los aislados clínicos de E. histolytica. En la Fig. 3 se muestra la representación gráfica de la comparación del porcentaje medio de inhibición de los 15 aislados clínicos de E. histolytica por los compuestos activos y los fármacos metronidazol y tinidazol. Entre los compuestos activos, la andrografólida mostró el porcentaje máximo de inhibición seguido de neoandrografólido y andrograpanina. Los tres compuestos activos mostraron un mejor porcentaje de inhibición en comparación con los nitroimidazoles comúnmente utilizados. No se encontró que las actividades de los compuestos activos en comparación entre sí fueran significativas. Sin embargo, hubo un porcentaje significativo de inhibición de los aislados de E. histolytica por andrographolide en comparación con el metronidazol (p = 0,0495).

Porcentaje de inhibición de aislados clínicos de E. histolytica por andrographolide, neoandrographolide y andrograpanina en comparación con metronidazol y tinidazol.

Ninguno de los aislados de E. histolytica mostró la presencia del gen nim. En el caso de las muestras de heces, la prevalencia del gen nim en muestras de heces diarreicas y no diarreicas fue del 76,6% (69/90) y del 62,2% (56/90), respectivamente. La prevalencia del gen nim fue significativamente mayor en las muestras con diarrea (p = 0,036). Entre las tres muestras diarreicas positivas para E. histolytica, 2 (66,6%) muestras mostraron la presencia del gen nim y de 87 muestras diarreicas negativas para E. histolytica, 67 (77%) mostraron la presencia del gen nim. No se encontró correlación significativa entre la presencia del gen nim en las muestras diarreicas positivas y negativas de E. histolytica (p = 0,68).

Mediante el análisis de los fragmentos digeridos de ambas enzimas, se encontró que todas las muestras positivas para el gen nim eran del tipo nim E. Los fragmentos obtenidos por digestión de la enzima de restricción Hin1II y Taq1 se muestran en la Fig. 4. Los productos de digestión de restricción obtenidos por la enzima Hin1II mostraron un único fragmento de 441 pb y la enzima Taq1 produjo dos fragmentos de 274 pb y 155 pb en electroforesis en gel de agarosa. .

Productos de digestión de restricción obtenidos por la enzima (A) Hin1II; 441 pb y (B) enzima Taq1; 274 pb y 155 pb.

El análisis de secuencia de los productos de PCR del gen nim confirmó la presencia del tipo de gen nim E. Se reveló una homología de secuencia del 99 % con el tipo de gen nim E mediante el análisis de la herramienta de búsqueda de alineación local básica (BLAST) de la base de datos disponible. (Número de acceso: AM117602.1, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/AM117602.1/).

Entre la microflora asociada con muestras diarreicas predominó Prevotella (34, 37,7%), seguida de Bacteroides (20, 22,2%), Escherichia coli (16, 17,7%), Klebsiella (12, 13,3%) y C. freundii (8, 8,8%). %). La mayoría (54, 78,2%) de las muestras diarreicas que mostraron la presencia del gen nim mostraron la presencia de Prevotella o Bacteroides.

Las pruebas de sensibilidad a los medicamentos en E. histolytica han sido un desafío debido a la ausencia de un ensayo de detección competente. Además, los métodos disponibles son exhaustivos y tienen procedimientos complejos, además de requerir experiencia e instalaciones para el cultivo de parásitos30. Por lo tanto, sólo se dispone de unos pocos estudios que informen sobre la sensibilidad a los medicamentos de los aislados de E. histolytica.

El punto más interesante fue que, aunque los hallazgos del presente estudio coincidieron con los informes anteriores, los valores medios de IC50 en el presente estudio fueron más altos que los de estudios anteriores10,31. Un estudio realizado 18 años antes en la India sobre la sensibilidad a los medicamentos de los aislados de E. histolytica había mostrado un valor medio de CI50 de 13,2 µM y 12,4 µM para metronidazol y tinidazol respectivamente10. El aumento en los valores medios de CI50 puede atribuirse a la aparición de resistencias clínicas o a diferencias en las técnicas de cultivo del parásito, cepas involucradas o materias primas utilizadas. Los estudios han informado una CIM mínima de 12,5 a 25 µM para las cepas de E. histolytica pasadas en laboratorio. Otro estudio describió un valor medio de CI50 de 18,47 µM y un valor de corte de > 30 µM para la resistencia en los aislados de E. histolytica32. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre la sensibilidad a los medicamentos de E. histolytica están desactualizados y hay escasez de datos recientes sobre los agentes antiamebianos comúnmente utilizados. Además, la comparación de los estudios disponibles sobre la sensibilidad a los fármacos de E. histolytica se vuelve particularmente difícil debido al uso de diferentes métodos para medir la actividad de los fármacos.

Varios estudios han informado de la sensibilidad de los fármacos frente a los aislados de E. histolytica en términos de concentración letal mínima (MLC), MIC, IC50, dosis efectiva 50 (ED50), etc.32,33,34,35. Sin embargo, se ha sugerido informar la sensibilidad de un fármaco como concentración molar (μM) para estandarizar la comparación de la eficacia de los fármacos, especialmente en los casos en que el metronidazol se compara con otros nitroimidazoles con un peso molecular significativamente mayor31. Los aislados clínicos incluidos en el presente estudio se mantuvieron en cultivo monoxénico ya que previamente se informó que la presencia de flora bacteriana junto con la ameba no interfirió significativamente con la realización de la prueba ni con los valores de sensibilidad10,36.

El porcentaje de inhibición de los aislados clínicos de E. histolytica por el compuesto activo marcador andrografólido fue significativamente mayor que el del fármaco de control metronidazol. Los informes han sugerido que la andrographolide y sus análogos poseen algún mecanismo de acción novedoso responsable de sus efectos37. Un estudio reciente que utiliza nanopartículas basadas en andrografólidos ha demostrado que generan especies reactivas de oxígeno intracelular que promueven el daño a las biomoléculas vitales, incluidos el ADN, las proteínas y los lípidos, y provocan fugas en la membrana que conducen a la liberación de los componentes citoplasmáticos y la muerte38.

En el parásito de la malaria, la andrografólida había mostrado actividad inhibidora hacia la etapa de anillo del parásito que afectaba la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. La andrografólida ha sido designada como "bloqueador de la transcripción" en el parásito Plasmodium falciparum39. En el parásito filarial tratado con andrografólido, se ha descubierto que la actividad de las enzimas antioxidantes y la glutatión-S-transferasa (GSH) se reduce de manera dependiente de la concentración40. Además, en parásitos tratados con andrografólido se ha observado un aumento en la actividad de la NADPH oxidasa que conduce al desarrollo de peróxido de hidrógeno (H2O2) y otras especies reactivas de oxígeno peligrosas que rompen la organización de la membrana mitocondrial40. Aunque se ha demostrado que la andrographolide es eficaz como medicina tradicional en la disentería, falta un estudio detallado sobre el modo exacto de acción de la andrographolide en E. histolytica.

En el presente estudio, no se detectó el gen nim en ninguno de los aislados clínicos de E. histolytica. Sin embargo, el presente estudio hospitalario reveló un alto nivel de prevalencia del gen nim en las muestras de heces diarreicas y no diarreicas de los pacientes. En otros microorganismos anaeróbicos, como los aislados clínicos de Bacteroides spp. y Prevotella spp. Se ha informado una tasa de transporte de 0 a 2,8% y de 0 a 8% respectivamente17,41,42,43. No hay datos sobre la presencia de genes nim en aislados clínicos de E. histolytica para comentar los hallazgos de este estudio. Se sabe que la resistencia al metronidazol asociada al gen nim varía entre las diversas regiones geográficas44. En el presente estudio, la susceptibilidad disminuida de los aislados clínicos de E. histolytica a los nitroimidazoles comúnmente utilizados no parece estar asociada con los genes nim. Estudios previos han sugerido que la reducción de la sensibilidad al metronidazol en los aislados de E. histolytica puede deberse a varios factores, algunos de los cuales no enzimáticos45. El aumento de la expresión de la hierro superdismutasa (Fe-SOD) y peroxiredoxina junto con la disminución de la expresión de ferredoxina1 y TrxR constituyen componentes importantes involucrados en el mecanismo de resistencia al metronidazol en E. histolytica46.

La alta prevalencia del gen nim en muestras de heces de los pacientes que asisten al centro de atención terciaria está en concordancia con otro estudio de la India que mostró un alto número de copias del gen nim en las muestras de heces de pacientes con malestar gastrointestinal así como en individuos sanos. de la comunidad47. Esta alta prevalencia del gen nim en esta región geográfica puede atribuirse a las ventas sin receta de nitroimidazoles (especialmente metronidazol), que se ha relacionado con una mayor frecuencia de inducción del gen nim48. Además, se encontró que la presencia del gen nim estaba significativamente asociada con las muestras de heces diarreicas (p = 0,036). Esto podría deberse a la importante abundancia del gen nim que porta microorganismos como Bacteroides spp. y Prevotella spp. en las muestras de heces diarreicas49,50.

En el presente estudio se informó la presencia del tipo de gen nim E en todas las muestras positivas. Nuestro hallazgo está en línea con los estudios previos informados en la India que describieron que nim E es el tipo de gen nim más común que circula en esta región geográfica5,47,51. En contraste con nuestros resultados, estudios de otras partes del mundo han demostrado que el gen nim A, seguido del gen nim B y el gen nim D, es el tipo más prevalente14,15. Sin embargo, nunca se ha descrito en la literatura una posible correlación entre el tipo de gen nim y el grado de resistencia.

El alcance del presente trabajo fue analizar el patrón de susceptibilidad de los aislados clínicos de E. histolytica hacia los fármacos de uso común. Junto a ello se estudió la propiedad antiamebiana de los compuestos marcadores de A. paniculata. Hasta donde sabemos, este es el primer informe de la actividad antiamebiana de los compuestos activos de los extractos de hojas de A. paniculata contra los aislados clínicos de E. histolytica. Se requiere un estudio detallado del perfil de toxicidad, la determinación de la dosis y las opciones de administración de los compuestos activos para establecerlos como un potente agente antiamebiano en el futuro.

El estudio no estuvo exento de limitaciones, ya que solo se incluyeron 15 aislados clínicos de E. histolytica debido a la dificultad en el establecimiento y mantenimiento del cultivo parasitario. Los ensayos de sensibilidad a los medicamentos no se pudieron realizar en el cultivo axénico debido a la falta de instalaciones de cultivo y mantenimiento. Además, el ensayo de susceptibilidad a los fármacos se realizó utilizando sólo dos fármacos, metronidazol y tinidazol. Sin embargo, estos fármacos son la principal línea de tratamiento para las infecciones por E. histolytica, incluidos los casos de ALA, y por lo tanto proporcionan información importante sobre la situación.

El estudio fue aprobado éticamente por el Comité de Ética del Instituto, Facultad de Medicina, Instituto de Ciencias Médicas, Universidad Hindú de Banaras (Dean/2016–17/EC/045). Todos los experimentos en el presente estudio se realizaron de acuerdo con las pautas y regulaciones proporcionadas por el Comité de Ética del Instituto. El estudio incluyó únicamente a adultos y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los sujetos que participaron después de explicarles el propósito del estudio.

En el presente estudio se incluyeron pacientes con abscesos hepáticos bien definidos mayores de 5 cm de diámetro que fueron confirmados mediante ecografía abdominal. Se excluyeron del estudio los pacientes que habían pasado por aspiración anteriormente o que estaban tomando algún medicamento durante las últimas cuatro semanas. Además, se excluyeron del estudio los aspirados de hígado que mostraban la presencia de bacterias asociadas, ya sea mediante cultivo aeróbico o mediante detección molecular mediante cebadores de ARNr 16-S52.

En este estudio se incluyeron quince aislados de 15 muestras de ALA positivas para E. histolytica de pacientes que acudieron al departamento de Gastroenterología y Radiología del Hospital Sir Sunderlal, Varanasi, India. Como los trofozoítos están mayormente adheridos a la pared del absceso, se utilizó una serie de frascos más pequeños para la recolección del aspirado de hígado para mantener la última fracción sin diluir con la masa principal de material53.

También se recogieron muestras de heces de estos pacientes con ALA. Investigadores experimentados recopilaron un cuestionario previamente probado sobre los detalles demográficos, incluida la edad, el sexo, la residencia, la educación, el empleo y la situación económica de los pacientes.

Además, también se incluyeron muestras de heces diarreicas (n = 90) y no diarreicas (n = 90) de pacientes que asistían a diferentes departamentos ambulatorios del Hospital Sir Sundarlal, Varanasi, para detectar la frecuencia de los genes nim en esta región geográfica. Todas las muestras diarreicas se inocularon en medio agar Mac Conkey y medio agar sangre para incubación durante la noche a 37 °C. Además, se realizó una detección de anaerobios comunes de la literatura anterior en las muestras de diarrea mediante PCR convencional29.

Se realizó microscopía directa para todas las muestras mediante montaje húmedo para detectar la presencia de trofozoítos de Entamoeba spp. Se realizó una PCR múltiple anidada para la detección molecular de E. histolytica en todas las muestras utilizando cebadores específicos de especies dirigidos al gen 16S como el ARNr54. La preparación de la mezcla de reacción y las condiciones de reacción fueron las descritas anteriormente29.

Se aislaron trofozoítos del aspirado de hígado de pacientes con ALA mediante cultivo en medio monoxénico de Boeck y Drbohlav modificado con pocas modificaciones53,55. Se preparó medio de huevo Locke. Para ello, se preparó una solución de Locke disolviendo 8,0 g de cloruro de sodio (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India), 0,2 g de cloruro de calcio (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India), 0,2 g de cloruro de potasio (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India), 0,01 cloruro de magnesio (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India), 2,0 g de fosfato de sodio (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India), 0,4 g de bicarbonato de sodio (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India) y 0,3 g de fosfato de potasio monobásico (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India) en 1 litro de agua destilada. La solución de Locke se esterilizó en autoclave durante 15 min a 121 °C bajo una presión de 15 lb/in2. Cualquier precipitado formado se eliminó mediante filtración con Whatman no. 1 papel.

Para la preparación inclinada de huevos, se esterilizaron huevos de gallina frescos flameando en etanol al 70% y se rompieron en un cilindro graduado. Se añadió solución de Locke (12,5 ml) por 45 ml de huevo y luego se emulsionó en una batidora tipo Waring y se filtró a través de una gasa en un matraz. Se añadieron un total de 5 ml del huevo emulsionado a tubos de cultivo estándar (16 por 125 mm) y se esterilizaron mediante espese. Después de enfriar los tubos inclinados, se cubrieron con 6 ml de solución de Locke.

Se agregaron al medio suero bovino desactivado (Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Israel) y almidón de arroz esterilizado (VWR International, Poole, Reino Unido) antes de agregar las muestras56. Además, antes de añadir la muestra clínica, se inoculó en los tubos de cultivo un asa de colonias puras de Klebsiella pneumoniae sensible al metronidazol. El subcultivo se realizó cada 48 h y los trofozoítos se sometieron a pruebas de susceptibilidad a los medicamentos principalmente después de dos pases.

En el estudio se incluyeron las sales puras del fármaco, metronidazol y tinidazol (Sigma-Aldrich Chemicals Pvt. Ltd, India). Se utilizó el rango de concentración de 0,78 µM a 100 µM. Andrographolide (CAS No. 5508–58–7, pureza > 95%), neoandrographolide (CAS.No. 27215–14–1, pureza > 95%) y andrograpanina (CAS No. 82209–74–3, pureza > 95% ) se obtuvieron de Natural Remedies Pvt. Limitado. Ltd (Bangalore, India) y se utiliza en una concentración de 0,19 µM a 100 µM.

Para las pruebas de susceptibilidad, se utilizó medio Robinson para Entamoeba twin pack (HiMedia laboratorios Pvt. Ltd, Mumbai, India). Las pruebas de susceptibilidad a los fármacos estándar y a los compuestos activos se realizaron como se describió anteriormente10. Brevemente, los trofozoítos se recolectaron de un cultivo de 24 h de la interfaz de la solución de Locke y la inclinación del huevo y el recuento se ajustó a 1 x 105 trofozoítos por ml. La prueba de susceptibilidad in vitro se realizó en placas de microtitulación de 96 pocillos. Se realizaron diluciones al doble de los fármacos y compuestos activos para obtener las concentraciones requeridas. Se añadió suspensión de trofozoitos diluidos y las placas se incubaron durante 4 h a 37 °C. Después de la incubación, se descartó el contenido de la placa y se lavó la placa. Además, se añadieron a cada pocillo 100 µl de nitroazul de tetrazolio (HiMedia laboratorios Pvt. Ltd, Mumbai, India) y las placas se incubaron a 37 °C durante 45 minutos. Después de la incubación, las placas se lavaron nuevamente y se añadió DMSO (200 µl/pocillo). Posteriormente las placas se incubaron a 37 °C durante 10 min. Después de la incubación, se midió la densidad óptica (DO). Cada aislado se analizó frente a los fármacos y compuestos activos por duplicado. Cada prueba incluyó un pocillo de control que contenía solo medio y los trofozoítos sin fármacos y un pocillo en blanco que contenía solo medio. La medición de la DO en cada prueba se realizó a 540 nm utilizando un lector de placas de microtitulación (lector de placas LisaScan® EM Elisa, Transasia Bio-Medicals Ltd, India). El porcentaje de trofozoítos no viables en cada concentración se calculó mediante la fórmula:

Los valores medios de IC50 para todos los aislados clínicos contra los fármacos (metronidazol, tinidazol) y los compuestos activos (andrografólido, neoandrografólido y andrograpanina) se calcularon utilizando la "Calculadora Quest Graph™ IC50" (AAT Bioquest, Inc.)

Se analizaron los 15 aislados de E. histolytica y las muestras de heces de pacientes con y sin diarrea para detectar la presencia de genes nim. La extracción de ADN se llevó a cabo de todos los aislados y de las muestras de heces utilizando el mini kit de heces QIAGEN (Qiagen, Alemania) según las instrucciones del fabricante.

La detección de genes nim en los aislados de E. histolytica y en muestras de heces se llevó a cabo mediante PCR convencional utilizando el conjunto universal de cebadores, Nim-3 y Nim-5, para todos los genes nim conocidos57.

La determinación del tipo de gen nim se realizó mediante polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP). Los productos de PCR obtenidos en el paso anterior fueron digeridos utilizando dos enzimas de restricción Taq1 (New England Biolabs, Massachusetts, Estados Unidos) y Hin1II (New England Biolabs, Massachusetts, Estados Unidos) según las instrucciones del fabricante15,58. Para la confirmación del tipo de gen nim, los productos de PCR se sometieron a secuenciación de ADN de la región parcial del gen SSU rRNA.

El valor medio de CI50 de los aislados clínicos de E. histolytica se comparó mediante la prueba t de Student utilizando el software MedCalc 2019 (versión:bv). La presencia del gen nim en muestras de heces diarreicas y no diarreicas también se comparó utilizando el software MedCalc 2019 (versión:bv). En el caso de los compuestos activos, se utilizó metronidazol como fármaco de control. Se consideró significativo un valor de p < 0,05.

Todos los datos generados o analizados durante el estudio han sido incluidos en el manuscrito.

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Descargar referencias

Los autores agradecen a la Universidad Hindú de Banaras y al Departamento de Ciencia y Tecnología (DST) de la India por brindar las instalaciones para realizar este estudio. Los autores agradecen a la Universidad Jawaharlal Nehru (Laboratorio de Biología Estructural), Nueva Delhi, por demostrar las técnicas de cultivo. Los autores también desean agradecer al Dr. Satyanshu Kumar, DMAPR, Anand Gujarat por presentarnos las plantas medicinales. Los autores también agradecen a los participantes por proporcionar muestras para el estudio.

Departamento de Microbiología, Instituto de Ciencias Médicas, Universidad Hindú de Banaras, Varanasi, 221005, India

Aradhana Singh y Tuhina Banerjee

Departamento de Gastroenterología, Instituto de Ciencias Médicas, Universidad Hindú de Banaras, Varanasi, 221005, India

Sunit Kumar Shukla

Departamento de Ciencias de la Vida, Banasthali Vidyapeeth, Jaipur, 302001, India

Soumya Upadhyay

Departamento de Radiodiagnóstico e Imágenes, Instituto de Ciencias Médicas, Universidad Hindú de Banaras, Varanasi, 221005, India

Ashish Verma

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AS: Metodología; Análisis formal; Investigación; Escritura—Borrador original TB: Conceptualización; Metodología; Recursos; Escritura: revisión y edición; Supervisión SKS: Supervisión; Recursos SU: Investigación AV: Recursos.

Correspondencia a Tuhina Banerjee.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Singh, A., Banerjee, T., Shukla, SK et al. Aumento de la concentración inhibidora de nitroimidazol entre los aislados de Entamoeba histolytica que causan absceso hepático amebiano y detección de andrographolide como fármaco de reutilización. Representante científico 13, 12192 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39382-1

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Recibido: 19 de enero de 2023

Aceptado: 25 de julio de 2023

Publicado: 27 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39382-1

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