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Título: Potencial antimicrobiano de catelicidinas de serpente e seus derivados
Autor(es): Oliveira Júnior, Nelson Gomes de
Orientador(es): Franco, Octávio Luiz
Coorientador(es): Rezende, Taia Maria Berto
Assunto: Peptídeos antimicrobianos
Imunomodulação
Serpentes
Peçonha
Data de publicação: 3-Dez-2018
Referência: OLIVEIRA JÚNIOR, Nelson Gomes de. Potencial antimicrobiano de catelicidinas de serpente e seus derivados. 2018. 222 f., il. Tese (Doutorado em Patologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: Infecções hospitalares e resistência bacteriana se tornaram um problema mundial, contribuindo para o aumento da mortalidade e da morbidade. Essa resistência microbiana pode ocorrer devido ao uso indiscriminado e errôneo de antimicrobianos convencionais. Nesse contexto, os peptídeos antimicrobianos apresentam-se como uma alternativa no controle desses microrganismos. Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) do tipo catelicidina vêm sendo explorados como novos agentes no combate a esses microrganismos; por apresentarem grande atividade antimicrobiana, além de desempenharem um papel crucial na imunidade atuando como imunomoduladores e também podem ser utilizados como modelo para o desenho racional de novos PAMs visando aumentar a atividade, estabilidade e reduzir seu tamanho. Neste estudo demonstramos a atividade antibacteriana, imunomoduladora e a caracterização biofísica de duas catelicidinas de serpentes da América do Sul Bothrops atrox e Crotalus durissus terrificus, assim como alguns de análogos. Foi demostrado que ambos os peptídeos (batroxicidina e crotalicidina) apresentaram atividade contra o bactérias multirresistentes a fármacos (BMF) e nenhum efeito citotóxico nas concentrações testadas em célula Raw 264.7 após 72h, além de sua capacidade de modular a produção de citocinas TNF- α, IL-10 e IL-6 na presença dos estímulos IFN-γ e antígenos de E. coli e K. pneumoniae multirresistentes (MDR). Além disso, análogos (E10-Ctn [15-34] e GS4-Ctn [15-34]) de parte do peptídeo da crotalicidina (Ctn [15-34]), foram criados para demonstrar a capacidade de pró-peptídeos acídicos inibir a atividade antimicrobiana em peptídeos. O análogo E10-Ctn [15- 34], levou a uma redução moderada na ligação e indução de vazamento de lipossomas modelo, enquanto sua atividade antimicrobiana foi completamente inibida pela sua região pró-peptídica. A fixação do pró-peptídeo também induziu uma conformação mais helicoidal a esses análogos. Finalmente, foi descoberta a atividade antimicrobiana e as características estruturais de dois novos PAMs projetados racionalmente, denominados BotrAMP14 e CrotAMP14, sendo baseados nas vipericidinas batroxicidina e crotalicidina, respectivamente. Os peptídeos BotrAMP14 e CroAtMP14 demonstraram atividade antimicrobiana de amplo espectro contra cepas ATCC e isolados clínicos de bactérias patogênicas com baixa toxicidade in vitro e in vivo. Previsões in silico e dicroísmo circular demonstraram ambos os peptídeos formaramα-hélices, capazes de romper as membranas de E. coli. Baseado em nossos achados, as catelicidinas e seus derivados representam uma molécula promissora no tratamento de infecções causadas por bactérias MDR.
Abstract: Hospital infections and bacterial resistance have become a worldwide problem, contributing to increased mortality and morbidity. This microbial resistance is mainly due to the indiscriminate and erroneous use of conventional antibiotics. In this context, antimicrobial peptides (AMPs) are presented as an alternative in the control of these resistant microorganisms. Cathelicidin AMPs are being explored as novel antimicrobial agents to fight these resistant microorganisms, in addition to presenting great antimicrobial activity, they play a crucial role in immunity by acting as immunomodulators and are also used as template for rational peptide design in order to enhance activity, stability and reduce length size. In this study antibacterial, imunomodulatory activity and biophysical characteristic of two cathelicidins from South American pit vipers Bothrops atrox and Crotalus durissus terrificus and some of their analogs were evaluated. Both peptides (batroxicidin and crotalicidin) showed activity against MDRB and no cytotoxic effects on Raw 264.7 cell after 72h, as well as the ability to modulate the production of cytokines TNF-α, IL-10 and IL-6 in the presence of IFN-γ stimuli, and MDR E. coli and K. pneumoniae antigens. Analogs (E10-Ctn [15-34] and GS4-Ctn [15-34]) were created from a crotalicidin peptide fragment (Ctn [15-34]), to demonstrate how acidic pro-peptides inhibit antimicrobial activity in peptides. The analog E10-Ctn [15-34], leads to a moderately large reduction in the binding to- and induced leakage of liposomes, while the antimicrobial activity was completely inhibited by its pro-peptide region. Attaching the pro-peptide also induces helicla conformational. Finally, we describe the antimicrobial activity and structural characteristics of two new rationally designed AMPs, named BotrAMP14 and CrotAMP14, which are based on the vipericidins batroxicidin and crotalicidin, respectively. BotrAMP14 and CrotAMP14 peptides showed broad-spectrum antimicrobial activity against ATCC strains and clinical isolates of pathogenic bacteria, with a low in vitro and in vivo toxicity. In silico predictions and circular dichroism suggested that both peptides form α-helices, capable of disrupting E.coli membranes. Based on our findings, cathelicidins and their analogs represent a promising molecule in the treatment of infections caused by MDR bacteria.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Aparece nas coleções:FMD - Doutorado em Patologia Molecular (Teses)

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