Exploiting the therapeutic potential of ready-to-use drugs: Repurposing antibiotics against amyloid aggregation in neurodegenerative diseases

Neurodegenerative diseases are chronic and progressive disorders that affect specific regions of the brain, causing gradual disability and suffering that results in a complete inability of patients to perform daily functions. Amyloid aggregation of specific proteins is the most common biological event that is responsible for neuronal death and neurodegeneration in various neurodegenerative diseases. Therapeutic agents capable of interfering with the abnormal aggregation are required, but traditional drug discovery has fallen short. The exploration of new uses for approved drugs provides a useful alternative to fill the gap between the increasing incidence of neurodegenerative diseases and the long-term assessment of classical drug discovery technologies. Drug re-profiling is currently the quickest possible transition from bench to bedside. In this way, experimental evidence shows that some antibiotic compounds exert neuroprotective action through anti-aggregating activity on disease-associated proteins. The finding that many antibiotics can cross the blood-brain barrier and have been used for several decades without serious toxic effects makes them excellent candidates for therapeutic switching towards neurological disorders. The present review is, to our knowledge, the first extensive evaluation and analysis of the anti-amyloidogenic effect of different antibiotics on well-known disease-associated proteins. In addition, we propose a common structural signature derived from the antiaggregant antibiotic molecules that could be relevant to rational drug discovery.Fil: Socias, Sergio Benjamin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Biológica; ArgentinaFil: González Lizarraga, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Biológica; ArgentinaFil: Avila, Cesar Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Biológica; ArgentinaFil: Vera Ocampo, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Biológica; ArgentinaFil: Acuña, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Biológica; Argentina. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Universite de la Sorbona Nouvelle; FranciaFil: Sepúlveda Díaz, Julia E.. Universite de la Sorbona Nouvelle; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: del Bel Belluz Guimaraes, Elaine. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Raisman Vozari, Rita. Universite de la Sorbona Nouvelle; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Chehin, Rosana Nieves. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Química Biológica; Argentin

Doxycycline interferes with tau aggregation and reduces its neuronal toxicity

Tauopathies are neurodegenerative disorders with increasing incidence and still without cure. The extensive time required for development and approval of novel therapeutics highlights the need for testing and repurposing known safe molecules. Since doxycycline impacts α-synuclein aggregation and toxicity, herein we tested its effect on tau. We found that doxycycline reduces amyloid aggregation of the 2N4R and K18 isoforms of tau protein in a dose-dependent manner. Furthermore, in a cell free system doxycycline also prevents tau seeding and in cell culture reduces toxicity of tau aggregates. Overall, our results expand the spectrum of action of doxycycline against aggregation-prone proteins, opening novel perspectives for its repurposing as a disease-modifying drug for tauopathies.Fil: Medina, Luciana. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; ArgentinaFil: González Lizarraga, Maria Florencia. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; ArgentinaFil: Dominguez Meijide, Antonio. Universidad de Santiago de Compostela; EspañaFil: Ploper, Diego. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; ArgentinaFil: Parrales, Valeria. Sorbonne University; FranciaFil: Sequeira, Sabrina. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; ArgentinaFil: Cima Omori, Maria Sol. German Center for Neurodegenerative Diseases Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen; AlemaniaFil: Zweckstetter, Markus. Center for Neurodegenerative Diseases Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen; AlemaniaFil: del Bel Belluz Guimaraes, Elaine. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Michel, Patrick Pierre. Sorbonne University; FranciaFil: Outeiro, Tiago Fleming. University of Newcastle; Reino UnidoFil: Raisman Vozari, Rita. Sorbonne University; FranciaFil: Chehin, Rosana Nieves. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; ArgentinaFil: Socias, Sergio Benjamin. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; Argentin

Tetracycline repurposing in neurodegeneration: focus on Parkinson’s disease

The prevalence of Parkinson´s disease, which affects millions of people worldwide, is increasing due to the aging population. In addition to the classic motor symptoms caused by the death of dopaminergic neurons, Parkinson´s disease encompasses a wide range of nonmotor symptoms. Although novel disease-modifying medications that slow or stop Parkinson´s disease progression are being developed, drug repurposing, which is the use of existing drugs that have passed numerous toxicity and clinical safety tests for new indications, can be used to identify treatment compounds. This strategy has revealed that tetracyclines are promising candidates for the treatment of Parkinson´s disease. Tetracyclines, which are neuroprotective, inhibit proinflammatory molecule production, matrix metalloproteinase activity, mitochondrial dysfunction, protein misfolding/aggregation, and microglial activation. Two commonly used semisynthetic second-generation tetracycline derivatives, minocycline and doxycycline, exhibit effective neuroprotective activity in experimental models of neurodegenerative/ neuropsychiatric diseases and no substantial toxicity. Moreover, novel synthetic tetracyclines with different biological properties due to chemical tuning are now available. In this review, we discuss the multiple effects and clinical properties of tetracyclines and their potential use in Parkinson´s disease treatment. In addition, we examine the hypothesis that the anti-inflammatory activities of tetracyclines regulate inflammasome signaling. Based on their excellent safety profiles in humans from their use for over 50 years as antibiotics, we propose the repurposing of tetracyclines, a multitarget antibiotic, to treat Parkinson´s disease.Fil: Bortolanza, Mariza. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Nascimento, Glauce C.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Socias, Sergio Benjamin. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán; ArgentinaFil: Ploper, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán; Argentina. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; ArgentinaFil: Chehin, Rosana Nieves. Universidad Nacional de Tucuman. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Gobierno de la Provincia de Tucuman. Ministerio de Salud. Sistema Provincial de Salud. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet Noa Sur. Instituto de Investigaciones En Medicina Molecular y Celular Aplicada del Bicentenario.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán; ArgentinaFil: Raisman Vozari, Rita. Inserm; Francia. Sorbonne University; FranciaFil: del Bel Belluz Guimaraes, Elaine. Universidade de Sao Paulo; Brasi