Issue |
Parasite
Volume 29, 2022
|
|
---|---|---|
Article Number | 7 | |
Number of page(s) | 13 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/parasite/2022008 | |
Published online | 10 February 2022 |
Research Article
Anti-Toxoplasma gondii effect of lupane-type triterpenes from the bark of black alder (Alnus glutinosa) and identification of a potential target by reverse docking
Potentiel anti-Toxoplasma gondii de triterpènes de type lupane de l’écorce de l’aulne glutineux, Alnus glutinosa, et identification d’une cible potentielle par docking inverse
1
Université de Reims Champagne Ardenne, ESCAPE EA 7510, 51097 Reims, France
2
Université de Reims Champagne Ardenne, CNRS, ICMR 7312, 51097 Reims, France
3
NatExplore SAS, 51140 Prouilly, France
4
Université de Reims Champagne Ardenne, MEDyC UMR 7369, 51093 Reims, France
5
Université de Reims Champagne Ardenne, P3 M, 51097 Reims, France
* Corresponding author: jh.renault@univ-reims.fr
Received:
1
November
2021
Accepted:
22
January
2022
Toxoplasmosis is a worldwide parasitosis that is generally benign. The infestation may pose a risk to immunocompromized patients and to fetuses when pregnant women have recently seroconverted. Current treatments have numerous side effects and chemoresistance is emerging, hence the need to find new anti-Toxoplasma gondii substances. This study focuses on the antiparasitic potential of lupane-type pentacyclic triterpenes isolated from the bark of black alder (Alnus glutinosa), as well as the hypothesis of their macromolecular target by an original method of reverse docking. Among the isolated triterpenes, betulone was the most active compound with an IC50 of 2.7 ± 1.2 μM, a CC50 greater than 80 μM, and a selectivity index of over 29.6. An additional study of the anti-T. gondii potential of commercially available compounds (betulonic acid methyl ester and betulonic acid) showed the important role of the C3 ketone function and the C28 oxidation level on the lupane-type triterpene in the antiparasitic activity since their IC50 and CC50 were similar to that of betulone. Finally, the most active compounds were subjected to the AMIDE reverse docking workflow. A dataset of 87 T. gondii proteins from the Protein Data Bank was created. It identified calcium-dependent protein kinase CDPK3 as the most likely target of betulin derivatives.
Résumé
La toxoplasmose est une parasitose mondiale, généralement bénigne. Les personnes à risque sont les patients immunodéprimés et les fœtus chez les femmes enceintes nouvellement séroconverties. Les traitements actuels ont de nombreux effets secondaires et des phénomènes de chimiorésistance apparaissent, d’où la nécessité de trouver de nouvelles substances actives contre T. gondii. Cette étude porte sur le potentiel antiparasitaire des triterpènes pentacycliques de type lupane isolés de l’écorce de l’aulne glutineux (Alnus glutinosa) et formule une hypothèse quant à leur cible protéique par l’utilisation d’une méthode originale de docking inverse. Parmi les triterpènes isolés, la bétulone s’est révélée être la plus active avec une CI50 de 2,7 μM ± 1,2 μM, une CC50 supérieure à 80 μM et un indice de sélectivité supérieur à 29,6. L’étude complémentaire du potentiel anti-T. gondii de composés disponibles commercialement et analogues à la bétulone (acide bétulonique et methyl ester de l’acide bétulonique) a montré le rôle important de la fonction cétone en C3 et du degré d’oxydation de la position 28 du squelette triterpénique de type lupane dans l’activité antiparasitaire puisque leurs CI50 et CC50 étaient similaires aux valeurs rencontrées pour la bétulone. Enfin, les composés les plus actifs ont été soumis au flux de travail de docking inverse d’AMIDE. Un ensemble de 87 protéines de T. gondii de la Protein Data Bank a été créé. La protéine kinase calcium dépendante CDPK3 a été identifiée comme la cible la plus probable des dérivés de la bétuline.
Key words: Toxoplasma gondii / Alnus glutinosa / triterpene / Betulone / Inverse docking / Target hypothesis
© P. Darme et al., published by EDP Sciences, 2022
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Current usage metrics show cumulative count of Article Views (full-text article views including HTML views, PDF and ePub downloads, according to the available data) and Abstracts Views on Vision4Press platform.
Data correspond to usage on the plateform after 2015. The current usage metrics is available 48-96 hours after online publication and is updated daily on week days.
Initial download of the metrics may take a while.