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マラリアベンチャー病原体ボックスからの抗寄生虫性化合物がツブリン重合を促進する
An Antiparasitic Compound from the Medicines for Malaria Venture Pathogen Box Promotes Tubulin Polymerization.
PMID: 32686409 DOI: 10.1021/acsinfecdis.0c00122.
抄録
数少ない最前線の抗ライシュマニア薬は効果が乏しく、毒性が強い。この無視されてきた熱帯病の新薬を探索するために、Medicines for Malaria Venture (MMV)の「病原体ボックス」に含まれる化合物の軸索性アマスティゴートに対する活性を試験した。スクリーニングの結果、EC値が50～480nMの6つの抗リーシュマニア化合物が発見されました。濃度反応アッセイでは、最高のヒット化合物である MMV676477 は、細胞内のアマスティゴートに対して中程度のナノモルの細胞死活性を示し、幅広い抗寄生虫活性を示唆していた。MMV676477アナログの構造活性相関（SAR）を調べたところ、軸索性アマジゴートに対して広い範囲（20～5000nM）の活性が認められた。MMV676477と比較して、我々の最も強力なアナログであるSW41は、約5倍の抗リーシュマニア効力を有していた。MMV676477はチューブリンの動態を選択的に阻害することが複数の証拠から示唆されている。形態学的研究では、ＭＭＶ６７６４７７およびアナログが細胞分裂中に影響を受けることが示された。差動遠心分離により、MMV676477は寄生虫の細胞チューブリンの高分子型への分割を促進することが示された。精製およびブタのチューブリンを用いた濁度アッセイでは、MMV676477がリーシュマニアのチューブリン重合を濃度依存的に促進することが示された。類似体の抗寄生活性は、精製チューブリン重合を促進する能力と相関していた。化学的架橋により、MCV676477の足場と精製チューブリンとの結合が示され、競合研究により結合と抗リーシュマニア活性との間に相関が認められた。これらの研究により、MMV676477は微小管重合を優先的に促進する強力な抗寄生虫性化合物であることが明らかになった。複数の寄生虫に対する選択性と広範な活性を有していることから、この足場は抗寄生虫薬の開発に有望である。
The few frontline antileishmanial drugs are poorly effective and toxic. To search for new drugs for this neglected tropical disease, we tested the activity of compounds in the Medicines for Malaria Venture (MMV) "Pathogen Box" against axenic amastigotes. Screening yielded six discovery antileishmanial compounds with EC values from 50 to 480 nM. Concentration-response assays demonstrated that the best hit, MMV676477, had mid-nanomolar cytocidal potency against intracellular amastigotes, , and , suggesting broad antiparasitic activity. We explored structure-activity relationships (SAR) within a small group of MMV676477 analogs and observed a wide potency range (20-5000 nM) against axenic amastigotes. Compared to MMV676477, our most potent analog, SW41, had ∼5-fold improved antileishmanial potency. Multiple lines of evidence suggest that MMV676477 selectively disrupts tubulin dynamics. Morphological studies indicated that MMV676477 and analogs affected during cell division. Differential centrifugation showed that MMV676477 promoted partitioning of cellular tubulin toward the polymeric form in parasites. Turbidity assays with purified and porcine tubulin demonstrated that MMV676477 promoted leishmanial tubulin polymerization in a concentration-dependent manner. Analogs' antiparasitic activity correlated with their ability to facilitate purified tubulin polymerization. Chemical cross-linking demonstrated binding of the MMV676477 scaffold to purified tubulin, and competition studies established a correlation between binding and antileishmanial activity. Our studies demonstrate that MMV676477 is a potent antiparasitic compound that preferentially promotes microtubule polymerization. Due to its selectivity for and broad-spectrum activity against multiple parasites, this scaffold shows promise for antiparasitic drug development.