Mémoire

Activity of D-carnitine and its derivatives on Trypanosoma infections in rats and mice

Activité de la D-carnitine et de ses derivés sur les infections à Trypanosoma chez le rat et la souris

¹ Department of Infectious Diseases, University of Rome “La Sapienza”, and Laboratory of Parasitology, Istituto Superiore di Sanità, Rome, Italy.
² Laboratory of Parasitology, Istituto Superiore di Sanità, Rome, Italy.

^* Correspondence : Dr Luigi Gradoni, Laboratorio di Parassitologia, Istituto Superiore di Sanità, Viale Regina Elena 299, I-00161 Roma, Italy. Tel. : +39 06 4990 2309 - Fax : +39 06 4938 7065. E-mail : gradoni@iss.it

Received: 20 September 2002
Accepted: 20 January 2003

Abstract

Little progress has been made in the treatment of African trypanosomiasis over the past decades. L-carnitine has a major role in glycolysis-based energy supply of blood trypanosomes for it stimulates constant ATP production. To investigate whether administration of the isomer D-carnitine could exert a competitive inhibition on the metabolic pathway of the L-form, possibily resulting in parasite replication inhibition, several formulations of this compound were tested on Trypanosoma lewisi and T. brucei rhodesiense in rodent models. High oral dosages of D-carnitine inner salt and proprionyl-D-carnitine were not toxic to animals and induced about 50 % parasite growth inhibition in reversible, i.e. competitive, fashion. A putative mechanism could be an interference in pyruvate kinase activity and hence ATP production. Considering both, lack of toxicity and inhibitory activity, D-carnitine may have a role in the treatment of African trypanosomiasis, in association with available trypanocidal drugs.

Résumé

Dans les dernières décennies, il y a eu très peu de progrès dans le traitement de la trypanosomiase africaine. La L-carnitine joue un rôle important dans la production d'énergie basée sur la glycolyse chez les trypanosomes sanguins, car elle stimule la production constante d’ATP. Pour vérifier si l'administration de l'isomère D-carnitine pourrait exercer une inhibition compétitive vis-à-vis de la forme L, en provoquant si possible une inhibition de la réplication du parasite, plusieurs formulations de ce composé ont été testées sur Trypanosoma lewisi chez le rat et T. brucei rhodesiense chez la souris. Des dosages élévés par voie orale de D-carnitine et de propionyl-D-carnitine se sont averés non toxiques pour les animaux et ont entraîné une inhibition de la réplication du parasite de 50 % de manière réversible, c'est-à-dire compétitive. On pourrait supposer un mécanisme d'interférence dans l'activité de la pyruvate kinase et donc dans la production d'ATP. En considérant les deux, le manque de toxicité et l'activité d'inhibition, la D-carnitine peut jouer un rôle dans le traitement de la trypanosomiase africaine, en association avec les autres médicaments trypanocides.