Potencial antimicrobiano de catelicidinas de serpente e seus derivados

Abstract

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.