Toxicidade e atividade antiparasitária da Filosseptina-1, um peptídeo de Phyllomedusa hypochondrialis (AMPHIBIA)

Abstract

As doenças infecciosas estão entre as principais causas de mortalidade em todo o mundo e seu controle depende da existência de agentes antimicrobianos eficazes. O maior entrave para a manutenção da eficácia é o desenvolvimento de resistência dos agentes infecciosos às drogas antimicrobianas. A geração de resistência aos antimicrobianos tornou-se nas últimas décadas uma das grandes preocupações da Organização Mundial de Saúde que, desde então, tem estimulado as pesquisas, básica e aplicada, na busca por novas drogas que possam ajudar na luta constante contra os mecanismos de resistência. Todos os seres vivos estão continuadamente expostos a uma grande quantidade de potenciais agentes patogênicos e a capacidade para evitar as doenças depende, em grande parte, dos seus mecanismos de defesa. Tanto animais quanto plantas desenvolveram, ao longo da evolução, mecanismos inatos de defesa, tais como a produção de diferentes substâncias bioativas, que são identificadas, sobretudo, nos anfíbios. Dentre essas substâncias destacam-se os peptídeos com ação antimicrobiana, que exercem, in vitro, potente atividade lítica contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, protozoários e fungos filamentosos e, comumente, exibem baixa toxicidade para células de mamíferos. Esses peptídeos são caracterizados por apresentarem seqüências de 12 a 50 resíduos de aminoácidos e intensa carga positiva e, apesar da grande diversidade molecular, têm em comum suas configurações anfipáticas e propriedade de interação com membranas celulares. Os estudos realizados com a secreção cutânea de duas pererecas do gênero Phyllomedusa permitiram a descoberta de uma nova família de peptídeos antimicrobianos denominada filosseptinas (PSs) e, estudos preliminares realizados com a filosseptina-1 (PS-1) mostraram seu potencial antimicrobiano. Logo, considerando a diversidade funcional desses peptídeos e sua eficácia ao longo do processo evolutivo o objetivo desse estudo foi avaliar a toxicidade da PS-1 sobre células de mamíferos, in vitro e in vivo e sua atividade antiparasitária sobre L. (L.) amazonensis e P. falciparum, visando aplicações biomédicas e biotecnológicas. Observaram-se, com as maiores concentrações de PS- 1, efeitos tóxicos sobre células de mamíferos e com as menores concentrações capacidade imunomodulatória, por aumentar a adesão de macrófagos, influenciar a fagocitose, a produção de óxido nítrico e peróxido de hidrogênio por macrófagos de camundongo e, de fator de necrose tumoral por monócitos humanos. A PS-1 apresentou também grande atividade lítica sobre L. (L.) amazonensis e P. falciparum, sendo definidas como 1 ou 48μg/mL, respectivamente, as concentrações capazes de inibir o crescimento de, no mínimo 50% dos parasitos. Nossos resultados demonstraram que a PS-1 apresenta grande potencial para aplicações biomédicas, como modulador do sistema imunitário ou como agente antimicrobiano contra plasmódio e leishmânia. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Infectious diseases cause millions of deaths throughout the world and their control depends on the use of efficient antimicrobial agents. However, a major concern is the frequent development of resistance of the infectious agents to these products. The growing emergence of this phenomenon lead the World Health Organization to consider it as a major public health problem, and it has stimulated the development of novel products, mainly from nature, to fight the pathogens. It is well established that animals and plants produce many bioactive substances as defense mechanisms. This ability is particularly important among the amphibians. Some of these substances are represented by antimicrobial peptides, which are endowed with activity against bacteria and protozoa, and commonly exhibit low toxicity to mammalian cells. These antimicrobial peptides are characterized by the presence of 12 to 50 amino acids residues, high cationicity and, despite the great diversity of molecular structures, they are amphipathic and present the property to interact with cell membranes. Recently, our group identified a new family of antimicrobial peptides named phylloseptins, and the preliminary studies with phylloseptin-1 (PS-1) showed its potential as an antimicrobial agent. Considering the functional diversity of antimicrobial peptides and their efficacy throughout the evolutionary process, the objective of the present investigation was to evaluate the toxicity of PS-1 against mammalian cells, in vitro and in vivo, and its activity against two protozoa, L. (L.) amazonensis and P. falciparum, for future biomedical applications. Toxic effects of PS-1 were observed on mammalian cells exclusively with larger concentrations of the peptide, whereas with the smaller ones, immunomodulation was observed, affecting macrophage adherence, phagocytosis, production of hydrogen peroxide and nitric oxide by mouse peritoneal macrophages, and tumor necrosis factor by human monocytes. PS-1 showed strong activity against L. (L.) amazonensis and P. falciparum, and at concentrations of 1 or 48μg/mL, respectively, the peptide was able to inhibit 50% of these parasites, respectively. Our results showed that PS-1 presents an important potential for biomedical applications, both as an immunomodulatory product, and as an antimicrobial agent against plasmodium and leishmania species.