Estudo do potencial do peptídeo antimicrobiano ocelatina-Pt7 em permeabilizar membranas biomiméticas

Abstract

Introduction: Antimicrobial peptides have been a promising alternative to antibiotics for treating microbial infections, and have been of particular importance in recent years, since some bacteria have been shown to be resistant to some antibiotics. Objective: In this project the potential of ocelatinaPT7, a peptide isolated from the skin secretion of a Brazilian frog Leptodactylus pustulatus, was studied in permeating unilamellar vesicles. Methods: Large unilamellar vesicles were made from 1palmitoyl2oleoylphosphatidylcholine, 1palmitoyl2oleoylphosphatidylglycerol and cholesterol in the ratio of 1:0:0, 0:1:0, 1:1:0, 3:3:4 and 6:0:4, mol: mol: mol. The interaction of ocelatinaPT7 with the membranes was investigated by Carboxyfluorescein kinetics, Isothermal titration calorimetry, Optical microscopy for the study of giant unilamellar vesicles, Dynamic light scattering, Zeta potential and Differential Scanning Calorimetry. Results: The interaction of ocelatinePT7 was greater in vesicles composed of 1palmitoyl2oleoylphosphatidylglycerol than in the vesicles of 1palmitoyl2oleoylphosphatidylcholine, whereas in electrically neutral membranes containing Cholesterol it was almost null. The enthalpies of binding, given by the peptide:lipid interaction, were predominantly exothermic regardless of the lipid composition, and were even higher for membranes containing negative charges. OcelatinePT7 showed defined secondary structure only for negatively charged membranes. Finally, in the presence of the peptide, loss of contrast under optical microscopy was only observed for the neutral membranes, since for vesicles containing 1palmitoyl2oleoylphosphatidylglycerol the vesicles ruptured as if they were in the presence of a detergent. Conclusion: The results together indicate that the permeability of the peptide, the structural conformation acquired, the enthalpy of binding and its mechanism of action are dependent on the lipid composition of the membrane and that ocelatinaPT7 has potential as an antimicrobial peptide, since it has selectivity for mimetic membranes of bacteria.

Introdução: Peptídeos antimicrobianos têm sido uma alternativa promissora aos antibióticos para tratar infecções microbianas, e estão sendo de particular importância nos estudos dos últimos anos, uma vez que algumas bactérias têm apresentado resistência a alguns antibióticos. Objetivo: Avaliar o potencial da ocelatinaPT7, um peptídeo isolado da secreção da pele de um sapo brasileiro Leptodactylus pustulatus, em permear vesículas unilamelares. Métodos: As vesículas unilamelares grandes foram feitas de 1palmitoil2oleoilfosfatidilcolina, 1palmitoil2oleoilfosfatidilglicerol e colesterol nas proporções 1:0:0, 0:1:0, 1:1:0, 3:3:4 e 6:0:4, mol:mol:mol. A interação da ocelatinaPT7 com as membranas, foi investigada por Cinética de vazamento da carboxifluoresceína, Calorimetria de titulação isotérmica, Microscopia óptica para o estudo de vesículas unilamelares gigantes, Espalhamento de luz dinâmico, Potencial Zeta e Calorimetria Diferencial de Varredura. Resultados: A interação da ocelatinaPT7 foi maior em vesículas compostas por 1palmitoil2oleoilfosfatidilglicerol do que para as vesículas de 1palmitoil2oleoilfosfatidilcolina, enquanto que em membranas eletricamente neutras contendo Colesterol foi quase nula. As entalpias de ligação, dada pela interação peptídeo:lipídio, foram todas predominantemente exotérmica independentemente da composição lipídica, e foram ainda maiores para membranas contendo carga negativa. A ocelatinaPT7 apresentou estrutura secundária definida apenas para membranas contendo carga negativa. Por fim, na presença do peptídeo, a perda de contraste na microscopia óptica só foi observada para as membranas neutras, pois para vesículas contendo 1palmitoil2oleoilfosfatidilglicerol as vesículas se romperam como se estivessem na presença de um detergente. Conclusão: Os resultados em conjunto indicam que a permeabilidade do peptídeo, a conformação estrutural adquirida, a entalpia de ligação e seu mecanismo de ação são dependentes da composição lipídica da membrana e que ocelatinaPT7 tem potencial como peptídeo antimicrobiano, pois apresenta seletividade por membranas miméticas de bactéria.