Research Article

Assessment of quantitative and semi-quantitative biological test methods of artesunate in vitro

Évaluation de méthodes de tests biologiques quantitatives et semi-quantitatives de l’artésunate in vitro

¹ Université de Lyon, Malaria Research Unit, ICBMS, UMR 5246 CNRS-INSA-CPE-Université Lyon1, 69622 Villeurbanne, France
² Groupement Hospitalier Nord, Institut de Parasitologie et Mycologie Médicale, Hospices Civils de Lyon, 69004 Lyon, France
³ Groupement Hospitalier Nord, Service Pharmacie, Hospices Civils de Lyon, 69004 Lyon, France

^* Corresponding author: ines.kouakou@hotmail.fr

Received: 29 September 2021
Accepted: 11 March 2022

Abstract

Artesunate is the current most potent antimalarial drug widely used for the treatment of malaria. Considering the emergence of artemisinin resistance, several situations may require a simple method for artesunate quantification. We thus developed a quantitative and a semi-quantitative biological method for the determination of artesunate in liquid samples. The tests are based on the measurement of samples’ antimalarial activity on Plasmodium falciparum 3D7 using a modified SYBR Green I drug susceptibility test. For the quantitative test, we established a standard curve that resulted from a dose–response curve and evaluated its performances using controls samples. Whereas the linear regression analysis between artesunate concentration and antimalarial activity showed promising results (linearity range 1.5–24.6 ng/mL, r² = 0.9373), we found that artesunate content of the controls was significantly overestimated (p = 0.0313). For the semi-quantitative test, we compared the antimalarial activities of samples collected during permeation studies of artesunate to that of a reference (artesunate IC₅₀) by statistical analysis. We demonstrated that antimalarial activities of samples from permeation tests using a powder formulation of artesunate were greater than those of samples from tests using a solution formulation. Bioassays can be simple techniques to assess artesunate in liquid samples, particularly in resource-limited settings. Comparison with reference methods is still recommended when accurate drug quantification is required.

Résumé

L’artésunate est le médicament antipaludique le plus puissant actuellement, largement utilisé pour le traitement du paludisme. Compte tenu de l’émergence de la résistance à l’artémisinine, plusieurs situations peuvent nécessiter une méthode simple de quantification de l’artésunate. Nous avons ainsi développé un test biologique quantitatif et un test semi-quantitatif pour le dosage de l’artésunate dans des échantillons liquides. Les méthodes sont basées sur la mesure de l’activité antipaludique des échantillons sur Plasmodium falciparum 3D7 à l’aide d’un test de sensibilité aux médicaments SYBR Green I modifié. Pour le test quantitatif, nous avons établi une courbe standard issue d’une courbe dose-réponse et évalué ses performances à l’aide d’échantillons témoins. Alors que l’analyse de régression linéaire entre la concentration d’artésunate et l’activité antipaludique a montré des résultats prometteurs (gamme de linéarité de 1,5 à 24,6 ng/mL, r² = 0,9373), nous avons constaté que la teneur en artésunate des témoins était significativement surestimée (p = 0,0313). Pour le test semi-quantitatif, nous avons comparé les activités antipaludiques d’échantillons collectés lors des études de perméation de l’artésunate à celle d’une référence (artésunate IC₅₀) par analyse statistique. Nous avons démontré que les activités antipaludiques des échantillons provenant de tests de perméation utilisant une formulation en poudre d’artésunate étaient supérieures à celles des échantillons provenant de tests utilisant une formulation en solution. Les dosages biologiques peuvent être des techniques simples pour évaluer l’artésunate dans des échantillons liquides, en particulier dans les milieux à ressources limitées. La comparaison avec des méthodes de référence est toujours recommandée lorsqu’une quantification précise du médicament est requise.