Bromotyrosine Derivatives From Marine Sponges Inhibit The Hiv-1 Replication in vitro

Abstract

ABSTRACT:ackground: Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) infection and Acquired immunode ficiency syndrome are mayor global public health issues. HIV-1 infection is now manageable as a chronic disease thanks to the development of antiretroviral therapy; however, the existence of HIV drug resis tance and collateral effects have increased the search for therapeutic alternatives. Compounds of marine resources have been studied for their antiviral potential. Objectives: To evaluate the antiviral activity of isolated bromotyrosine-derivative compounds from the Colombian marine sponges, Verongula rigida and Aiolochoria crassa against HIV-1 infection in vitro. Methods: Cytotoxicity of 11 bromotyrosine-derivative compounds was determined by the MTT assay. Inhibition of HIV-1 replication was performed using the U373-MAGI cell line, which was infected with recombinant green fluorescent protein (GFP)-expressing viruses pseudotyped, in the presence or absence of the compounds. The percentage of infected cells was evaluated by flow cytometry. In addition, the inhibition of reverse transcription and nuclear import was determined by quantification of early and late reverse transcription products and 2-LTR circles, respectively, using quantitative PCR. Results: Aeroplysinin-1, purealidin B and 3-bromo-5-hydroxy O methyltyrosine inhibited the HIV-1 replication in a dose-dependent manner, with a median maximum percentage of inhibition of 74% (20 µM), 57% (80 µM) and 47% (80 µM), respectively. Importantly, none of these concentrations were cytotoxic. Aeroplysinin-1, 19-deoxyfistularin 3, purealidin B, fistularin 3 and 3-bromo-5-hydroxy-O-methyltyrosine inhibited the nuclear import efficiently; while 3,5-dibromo N,N,N,O tetramethyltyraminium, aeroplysinin-1, purealidin B, fistularin 3 and 3-bromo-5-hydroxy-O methyltyrosine inhibited X4 HIV-1 cell entry with a median maximum percentage of inhibition ranging between 2 to 30%. Conclusions: Aeroplysinin-1, 19-deoxyfistularin 3, purealidin B, fistularin 3 and 3-bromo-5-hydroxy-O-methyltyrosine inhibited HIV replication at different steps. This study opens the possibility of chemically synthesizing these compounds and evaluating them as alternative therapies against HIV-1.

RESUMEN: Antecedentes: La infección por el virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1) y el sín drome de inmunodeficiencia adquirida son los principales problemas de salud pública mundial. En la actualidad, la infección por el VIH-1 se maneja como una enfermedad crónica gracias al desarrollo de la terapia antiretroviral; sin embargo, la aparición de cepas virales resistentes y el efecto colateral de los medicamentos, han incrementado la búsqueda de alternativas terapéuticas. Colombia cuenta con una gran biodiversidad de recursos marinos, la cual es materia de estudio en búsqueda de compuestos antivirales. Objetivo: Evaluar la actividad antiviral de los compuestos, derivados de la bromotirosina, aislados de las esponjas marinas Colombianas, Verongula rigida y Aiolochoria crassa contra la infección por el VIH-1 in vitro. Métodos: La citotoxicidad de 11 compuestos derivados de la bromotirosina se determinó por medio del ensayo MTT. La actividad anti-VIH (AAV) se determinó en la línea celular U373-MG infectada con virus recombinantes que expresaban la proteína verde fluorescente en presencia/ausencia de los compuestos. El porcentaje de células infectadas se determinó mediante citometría de flujo. Adi cionalmente, se evaluó la inhibición de la transcripción reversa (TR) e importe nuclear del ADN viral mediante la cuantificación por PCR en tiempo real de los transcriptos tempranos y tardíos de la TR y los círculos 2-LTR virales. Resultados: La evaluación de la AAV demostró que Aeroplysinina-1, pu realidina B y 3-bromo-5-hydroxy-O-methyltyrosina inhiben la replicación del VIH-1 de manera dosis dependiente, con una inhibición máxima del 74% (20 µM), 57% (80 µM) y 47% (80 µM), respectiva mente, sin citotoxicidad importante. Aeroplysinina-1, 19-deoxyfistularina 3, purealidina B, fistularina 3 y 3-bromo-5-hydroxy-O-methyltyrosina inhibieron el importe nuclear eficientemente; mientras que los compuestos 3,5-dibromo-N,N,N,O-tetramethyltyraminium, aeroplysinina-1, purealidina B, fistu larina 3 y 3-bromo-5-hydroxy-O-methyltyrosina inhibieron la entrada de cepas X4 del VIH-1 con un rango de inhibición del 2 al 30%. Conclusiones: Los compuestos aeroplysinina-1, 19-deoxyfistularina 3, purealidina B, fistularina 3 and 3-bromo-5-hydroxy-O-methyltyrosina inhibieron la replicación del VIH en diferentes pasos del ciclo. Este estudio abre la posibilidad de realizar la síntesis química de estos compuestos y su posterior evaluación como terapia alternativa contra el VIH-1