The role of cardiolipin in antimicrobial activity of Atra-1 in Staphylococcus aureus model membranes
La resistencia bacteriana a los antibióticos es una amenaza para la salud pública. Según la CDC, cada año se producen 2.8 millones de infecciones y 35 mil muertes relacionadas con bacterias resistentes. Este problema se ha visto agravado por el aumento de cepas resistentes a los antibióticos. La res...
- Autores:
-
Calderón Rivera, Nathalia
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/56514
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/56514
- Palabra clave:
- Cationic antimicrobial peptides
Staphylococcus aureus
Cardiolipin
Drug resistance
Liposomes
Calcein leakage
Física
- Rights
- openAccess
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La resistencia bacteriana a los antibióticos es una amenaza para la salud pública. Según la CDC, cada año se producen 2.8 millones de infecciones y 35 mil muertes relacionadas con bacterias resistentes. Este problema se ha visto agravado por el aumento de cepas resistentes a los antibióticos. La resistencia bacteriana a los antibióticos es el resultado de procesos de selección natural, sin embargo, los seres humanos han acelerado el surgimiento de cepas resistentes debido al mal uso de antibióticos en tratamientos médicos y en la industria alimentaria. En particular, Staphylococcus aureus es un patógeno oportunista que ha demostrado una gran capacidad para desarrollar resistencia. Los mecanismos de resistencia de S. aureus a un ambiente adverso son diversos. Uno de los mecanismos prevalentes consiste en cambiar la composición de la membrana para adaptarse a los cambios en el medio, incluida la presencia de agentes antimicrobianos que atacan la membrana. Recientemente, se ha informado que S. aureus aumenta su contenido de cardiolipina (CL) cuando está expuesta a antibióticos. Dado el declive en el desarrollo de nuevos antibióticos, es necesario buscar alternativas a largo plazo. Estudios sugieren que los péptidos antimicrobianos podrían ser una buena opción, se unen a la superficie de la membrana bacteriana mediante interacciones electrostáticas no específicas y forman poros que afectan el gradiente electroquímico. En este trabajo de tesis, exploramos el efecto del péptido catiónico Atra-1 sobre los liposomas de POPG y DMPG/CL. Los resultados de este estudio mostraron que la CL protege las membranas de DMPG de la actividad formadora de poros de Atra-1. Proponemos que este efecto protector se debe a un aumento en el nivel de empaquetamiento de lípidos en la membrana, medido por Laurdan GP, lo que debería conducir a un aumento de la energía libre necesaria para formar poros. |
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La resistencia bacteriana a los antibióticos es el resultado de procesos de selección natural, sin embargo, los seres humanos han acelerado el surgimiento de cepas resistentes debido al mal uso de antibióticos en tratamientos médicos y en la industria alimentaria. En particular, Staphylococcus aureus es un patógeno oportunista que ha demostrado una gran capacidad para desarrollar resistencia. Los mecanismos de resistencia de S. aureus a un ambiente adverso son diversos. Uno de los mecanismos prevalentes consiste en cambiar la composición de la membrana para adaptarse a los cambios en el medio, incluida la presencia de agentes antimicrobianos que atacan la membrana. Recientemente, se ha informado que S. aureus aumenta su contenido de cardiolipina (CL) cuando está expuesta a antibióticos. Dado el declive en el desarrollo de nuevos antibióticos, es necesario buscar alternativas a largo plazo. Estudios sugieren que los péptidos antimicrobianos podrían ser una buena opción, se unen a la superficie de la membrana bacteriana mediante interacciones electrostáticas no específicas y forman poros que afectan el gradiente electroquímico. En este trabajo de tesis, exploramos el efecto del péptido catiónico Atra-1 sobre los liposomas de POPG y DMPG/CL. Los resultados de este estudio mostraron que la CL protege las membranas de DMPG de la actividad formadora de poros de Atra-1. Proponemos que este efecto protector se debe a un aumento en el nivel de empaquetamiento de lípidos en la membrana, medido por Laurdan GP, lo que debería conducir a un aumento de la energía libre necesaria para formar poros.Bacterial antibiotic resistance is a threat to public health. According to the CDC, 2.8 million infections and 35 thousand deaths related to those infections occur each year. This problem is being exacerbated by an increase in antibiotic-resistant strains. Bacterial resistance to antibiotics results from natural selection processes, but humans have accelerated the surge of resistant strains due to the misuse of antibiotics in medical treatments and the food industry. In particular, Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen that has demonstrated great capacity to develop resistance. The mechanisms of S. aureus bacterial resistance to an adverse environment are diverse. One of the more prevalent mechanisms consists in changing membrane composition to adapt to changes in the medium, including the presence of antimicrobial agents that target the membrane. It has recently been reported that S. aureus increases its cardiolipin (CL) content in the membrane when the bacterium is exposed to antibiotics. Given the decline in the development of antibiotics, it is necessary to find long-term alternatives. Studies suggest that antimicrobial peptides could be a good option, they bind to bacterial membrane surface by non-specific electrostatic interactions and form pores that affect the electrochemical gradient. In this thesis, we explored the effect of the cationic peptide Atra-1 on liposomes of POPG and DMPG/CL. Results in this study showed that CL protects DMPG membranes from the pore-forming activity of Atra-1. We propose that this protective effect is due to an increase in the level of lipid packing in the membrane, as measured by Laurdan GP, which should lead to an increase in the free energy necessary to form pores. This increased packing may be related to the intrinsic negative curvature of CL. Through binding experiments, we show that cardiolipin also affects moderately the binding of Atra-1 to the surface.FísicoPregrado60 páginasapplication/pdfengUniversidad de los AndesFísicaFacultad de CienciasDepartamento de FísicaThe role of cardiolipin in antimicrobial activity of Atra-1 in Staphylococcus aureus model membranesTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPCationic antimicrobial peptidesStaphylococcus aureusCardiolipinDrug resistanceLiposomesCalcein leakageFísica201712347PublicationTHUMBNAIL25318.pdf.jpg25318.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6022https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/d6905c9b-69e0-49ce-992b-80564e16ede1/download50fdb5d2ab291ae609e2b307fe27bce7MD53ORIGINAL25318.pdfapplication/pdf4344533https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/74b5df44-5cf3-4525-ae50-ec120729d3c1/download383cb745fe5258393e2456aebd23f251MD51TEXT25318.pdf.txt25318.pdf.txtExtracted texttext/plain80317https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/bbe4ed95-b21b-44ec-96f9-c21aefed5db0/download0e4dcdfe99d5825dbbf3f4357063f296MD521992/56514oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/565142023-10-10 19:41:05.969http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |