Mémoire

In vivo antileishmanial action of Ir-(COD)-pentamidine tetraphenylborate on Leishmania donovani and Leishmania major mouse models

Action antileishmanienne in vivo du tétraphénylborate d'Ir-(COD)-pentamidine sur des modèles murins à Leishmania donovani et Leishmania major

¹ Biologie et Contrôle des Organismes Parasites, Faculté de Pharmacie, 92296-Châtenay-Malabry, France.
² Biologie parasitaire, Protistologie, Helminthologie, Muséum National d'Histoire Naturelle, 75231 Paris, France.
³ Quimica Inorganica y Bioinorganica, Universidad Complutense, Madrid, Spain.

^* Correspondence: P.M. Loiseau.

Received: 25 November 1999
Accepted: 9 March 2000

Abstract

lr-(COD)-pentamidine tetraphenylborate which has previously been studied on promastigote forms of Leishmania, was investigated for its antileishmanial properties compared with pentamidine used as reference compound. In vitro, the iridium complex had the same IC₅₀ value on intracellular forms of Leishmania as pentamidine (15 μM). In vivo, the compound could not be injected intravenously due to the DMSO excipient so that the treatments were performed intraperitoneally or subcutaneously. On the L. donovani LV9 /Balb/C mouse model, the iridium complex was not toxic after intraperitoneal treatment at 232 mg/kg/day x 5 or 147 μmoles/ kg/day x 5, whereas all the mice died within five days when treated at the same dose with pentamidine isethionate. However, only 23 % of parasite suppression was observed with the iridium complex. On a L. major MON 74/Balb/C mouse model, susceptible to intravenously administered pentamidine at 6.7 μmoles/ kg/day x 5 (54 % of parasite suppression), the iridium complex exhibited 32 % of parasite suppression after a treatment at 76 μmoles/ kg/day x 5 administered subcutaneously. This slight activity is of interest since pentamidine isethionate is not active under these conditions. Transmission electron microscopy of amastigotes from infected and treated mice show aggregation of ribosomal material, distension of the nuclear membrane and kDNA depolymerization. The mechanism of action therefore involves several targets: membranes, ribosomes and kDNA. According to our results, the Iridium complex is a suitable candidate to be encapsulated in drug carriers such as liposomes or nanoparticles.

Résumé

L'action antileishmanienne du tétraphénylborate d'Ir-(COD)- pentamidine qui a précédemment été étudiée sur les (ormes promastigotes de Leishmania est ici évaluée in vivo en comparaison de l'iséthionate de pentamidine, produit de référence. In vitro, le complexe iridié présente une valeur d'IC₅₀ sur la forme intracellulaire de Leishmania équivalente à celle de la pentamidine (15 μM). In vivo, puisque le composé ne pouvait pas être injecté par voie intraveineuse du fait de l'utilisation du DMSO comme excipient, les traitements ont été réalisés par voie intrapéritonéale ou sous-cutanée. Sur le modèle à L. donovani LV9 chez la souris Balb/C, le complexe iridié ne s'est pas montré toxique après un traitement par voie intrapéritonéale à la dose de 232 mg/kg/jour x 5 soit 147 μmoles/kg/jour x 5, tandis que toutes les souris traitées avec l'iséthionate de pentamidine aux mêmes doses sont mortes dans les cinq jours. Cependant, on observe une suppression de la charge parasitaire de 23 % seulement avec le composé iridié. Sur le modèle à L. major MON 74 chez la souris Balb/C, qui est sensible à l'iséthionate de pentamidine administré par voie intraveineuse à la dose de 6,7 μmoles/kg/jour x 5 (54 % de suppression de la charge parasitaire), le complexe iridié a montré 32 % de suppression de la charge parasitaire après un traitement par voie sous-cutanée à la dose de 76 μmoles/kg/jour x 5. Cette activité, bien que légère est intéressante puisque l'iséthionate de pentamidine n'est pas actif dans ces conditions. La microscopie électronique d'amastigotes prélevés chez les souris traitées montre une aggrégation du matériel ribosomal, une distension de l'enveloppe nucléaire et une dépolymérisation de l'ADN kinétoplastique. Par conséquent, le mécanisme d'action de ce composé met en jeu plusieurs cibles : les membranes, les ribosomes et l'ADN kinétoplastique. A la suite de cette étude, le complexe iridié mériterait d'être encapsulé dans des vecteurs de médicaments tels que les liposomes ou les nanoparticules