Péptidos análogos a Catelicidinas: potencial actividad e interacción con la envoltura celular de las micobacterias

La tuberculosis (TB) es la enfermedad bacteriana que causa el mayor número de muertes en todo el mundo. El problema se incrementa debido a la resistencia a medicamentos y a la coinfección por VIH/SIDA, por lo que es necesario el desarrollo de nuevos compuestos contra la TB que presenten diferentes mecanismos de acción. Los péptidos antimicrobianos son moléculas generadas en la respuesta inmune innata del hospedero con efecto sobre patógenos, como las catelicidinas presentes en mamíferos involucradas en la formación de canales en la membrana celular bacteriana que conduce a la lisis celular. En este estudio, se evaluó la actividad antimicobacteriana y el posible mecanismo de acción de péptidos derivados de LL-37, CAP-18 y PMAP-36 con aminoácidos no naturales. A partir de métodos bioinformáticos, se determinó la epítope de la secuencia nativa con las mejores características de estructura helicoidal, anfipaticidad y valor antibacteriano. Los péptidos correspondientes LL37-B, CAP18-B, CAP18-C, PMAP36-C y PMAP36-D tuvieron cambios de L-Lys por D-Lys y L-Gly por N-metil-Gly en la secuencia, generando los péptidos LL37-BD, CAP18-BD, CAP18-CD, PMAP36-CD y PMAP36-DD, y los peptoides LL37-BP, CAP18-BP y PMAP36-CP. Los péptidos y peptoides se sintetizaron usando la estrategia de Fmoc, se purificaron por RP-HPLC y se caracterizaron por ESI-MS, dicroísmo circular y H1-RMN. La evaluación in vitro de las secuencias diseñadas se realizó en Mycobacterium smegmatis mc2155 y Mycobacterium tuberculosis H37Ra, obteniendo una concentración mínima inhibitoria mejorada de 2 a 6 veces en los rangos de 1200 a 31,2 µg/mL, actividad hemolítica menor al 10% y sin actividad citotóxica sobre monocitos U937 con valores de LC50 al menos 10 veces mayores a la CMI. La microscopía confocal mostró la inserción de los péptidos y peptoides en Mycobacterium smegmatis mc2155 lo que sugiere que podrían tener un blanco intracelular para su actividad antimicobacteriana e interesantemente mostraron inhibición de la actividad ATPasa basal y de las bombas Na+/K+, Cu(I), Zn(II) presentes en la membrana plasmática, lo cual estaría asociado a su mecanismo de acción. En general, los péptidos con D-Lys presentaron mayor actividad biológica y sinergia en combinación con isoniacida y kanamicina, destacando los péptidos CAP18-CD y PMAP36-DD que presentaron los mejores resultados evaluados en Mycobacterium y células del hospedero, por lo cual, se analizaron mediante dinámica molecular, donde los ángulos promedio de psi y phi, así como su varianza circular muestran que ambos péptidos tienen una flexibilidad conformacional sustancial, característica muy importante para mejorar la actividad antibacteriana. Los resultados obtenidos contribuyen al campo de desarrollo de nuevos compuestos antituberculosos con un mecanismo de acción diferente a los medicamentos convencionales.

• Autores: Chingaté López, Sandra Milena
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/77374
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/77374; http://bdigital.unal.edu.co/75101/
• Palabra clave: Péptidos antimicrobianos; LL-37; CAP-18; PMAP-36; Catelicidinas; Mycobacterium tuberculosis; ATPasas tipo P; Peptoides; Microscopia confocal; Microscopia electrónica de transmisión; Dinámica molecular; Antimicrobial peptides; Cathelicidin; Mycobacterium tuberculosis; P-ATPases; Peptoid; Confocal microscopy; Transmission electronic microscopy; Molecular dynamics
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional