Immunomodulator and antiparasitic effect of secondary metabolics from Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila

Os fármacos atualmente disponíveis para o tratamento da Doença de Chagas e leishmaniose possuem eficácia insatisfatória, principalmente devido à resistência parasitária e reações adversas severas. Duas entomobactérias, Photorhabdus luminescens e Xenorhabdus nematophila, produzem uma variedade de metabólicos secundários tóxicos a células eucarióticas. Diante disto, testou-se a toxicidade de metabólitos secretados por P. luminescens e X. nematophila sobre Leishmania amazonensis e Trypanosoma cruzi, in vitro. Os meios condicionados de ambas bactérias mostraram significativo efeito parasiticida de forma concentração e tempo-dependente (L. amazonensis: IC50 P. luminescens = 21,80 μg/mL e X. nematophila = 0,33 mg/mL; T. cruzi: IC50 P. luminescens = 1,0 mg/mL e IC50 X. nematophila = 0,34 mg/mL) e apresentaram alta seletividade ao parasito (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3.92 e SIX. nematophila = 19,85; T. cruzi: SIP. luminescens = 7,23 e SIX. nematophila = 14.17 para promastigotas e tripomastigotas, respectivamente). Além disso, os metabolitos estimulam a atividade de macrófagos contra amastigotas por um mecanismo independente de óxido nítrico. Com relação à caracterização dos compostos antiparasitários, sugere-se que moléculas com diferentes características atuem sobre cada parasito. P. luminescens secreta uma molécula leishmanicida de natureza peptídica menor que 3 kDa e uma molécula tripanocida de natureza não proteica, resistente a aquecimento a 100 ºC. X. nematophila produz uma molécula leishmanicida de polaridade inferior à tripanocida, uma vez que a atividade antiparasitária ficou em fases diferentes na extração com metanol. O mecanismo de ação de ambas bactérias sobre promastigotas parece estar relacionado à lesão mitocondrial, uma vez que ambas levaram à despolarização da membrana mitocondrial. X. nematophila, além disso, estimula a produção de ROS pelas formas promastigotas. A seletividade pelo parasito aliada a baixa citotoxicidade tornam estas bactérias promissoras fontes de compostos com potencial terapêutico contra leishmanioses e doença de Chagas.Drugs currently available for Chagas disease and leishmaniasis have unsatisfactory efficacy, mainly due to parasitic resistance and severe adverse reactions. Two entomobacteria, Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila, produce a variety of secondary metabolites toxic to eukaryotic cells. So, the toxicity of the metabolites secreted by Photorhabdus luminescens and Xenorhabdus nematophila were tested against Trypanosoma cruzi and Leishmania amazonensis. The mean values of both bacteria showed a significant concentration-dependent and time-dependent effect 14.17 (L. amazonensis: IC50P. luminescens = 21.80 μg / mL and IC50X. nematophila = 0.33 mg / mL, T. cruzi: IC50P. luminescens = 1,0 mg/mL and IC50X. nematophila = 0 , 34 mg / mL), and showed a high selectivity to the parasite (L. amazonensis: SIP. luminescens = 3,92 and SIX.nematophila = 19.85, T. cruzi: SIP. luminescens = 7.23 and SIX.nematophila = 14.17 for promastigotes and trypomastigotes, respectively). In addition, cultures stimulate the activity of macrophages against amastigotes by an independent mechanism of nitric oxide. Regarding the characterization of antiparasitic compounds, it is suggested that molecules with different characteristics act on each parasite. P. luminescens secretes a leishmanicidal peptide molecule lesser than 3 kDa and a trypanocidal molecule of non-protein nature, resistant to heating at 100 °C. X. nematophila produces a leishmanicidal molecule of lower polarity than trypanocidal, since antiparasitic activity was at different phases in methanol extraction. The mechanism of action of both bacteria on promastigotes seems to be related to the mitochondrial injury, since both led to the depolarization of the mitochondrial membrane. X. nematophila, furthermore, stimulates the production of ROS by the promastigote. Selectivity by the parasite coupled with low cytotoxicity makes these bacteria promising sources of compounds with therapeutic potential against leishmaniasis or Chagas' disease