Estabilidad Bioquímica y Actividad Biológica de Péptidos Antibacterianos Ib-M Inmovilizados en Nanopartículas Poliméricas Basadas en Alginato y Quitosano

Abstract

El desarrollo de nuevas estrategias para reducir el uso de antibióticos tradicionales ha sido un tema de interés mundial, debido a la resistencia que generan microorganismos multirresistentes, entre ellos E. coli, como agentes etiológicos de diversas enfermedades. Los péptidos antimicrobianos se presentan como una alternativa para el tratamiento de enfermedades infecciosas causadas por este tipo de microorganismos. Los péptidos Ib-M cumplen con las características para ser empleados como compuestos antimicrobianos, sin embargo, es necesario utilizar estrategias que generen protección y resistan las condiciones a las que se expone en un sistema biológico. Por lo tanto, en este estudio se realizó la síntesis de nanopartículas de Alginato y Quitosan (Nps Alg-Chi) mediante la técnica de gelificación iónica para inmovilizar los péptidos Ib-M y formar los bioconjugado Ib-M/Alg-Chi. Las características estructurales de las nanopartículas se determinaron mediante SEM, DLS y FT-IR. Se evaluó la actividad biológica contra E. coli ATCC 25922 y células de mamífero Vero, y la estabilidad a temperatura, pH y proteasas de los Ib-M e Ib-M/Alg-Chi. Los resultados mostraron aglomerados de nanopartículas con tamaños promedio de 150nm; la CMI determinada correspondió a 12,5μM en el Ib-M1 y 25μM para el Ib-M2 e Ib-M6, las cuales se mantuvieron en el bioconjugado, y la citotoxicidad con valores cercanos al 40%. La estabilidad se mantuvo frente al pH y a temperatura y en proteasas solo se evidenció frente a pepsina en Ib-M/Alg-Chi. Los resultados son prometedores para utilizar los Ib-M e Ib-M/Alg-Chi como posibles agentes antimicrobianos.

The development of new strategies to reduce the use of traditional antibiotics has been a topic of global interest, due to the resistance generated by multiresistant microorganisms, including E. coli, as etiological agents of various diseases. Antimicrobial peptides are presented as an alternative for the treatment of infectious diseases caused by this type of microorganisms. Ib-M peptides meet the characteristics to be used as antimicrobial compounds, however, it is necessary to use strategies that generate protection and resist the conditions to which it is exposed in a biological system. Therefore, in this study, the synthesis of Alginate and Chitosan nanoparticles (Nps Alg-Chi) was carried out using the ionic gelation technique to immobilize Ib-M peptides and form Ib-M/Alg-Chi bioconjugates. The structural features of the nanoparticles were determined by SEM, DLS and FT-IR. The biological activity against E. coli ATCC 25922 and mammalian Vero cells, and the stability at temperature, pH and proteases of Ib-M and Ib-M/Alg-Chi were evaluated. The results showed nanoparticle agglomerates with average sizes of 150nm; the MIC determined corresponded to 12.5μM in Ib-M1 and 25μM for Ib-M2 and Ib-M6, which were maintained in the bioconjugate, and the cytotoxicity with values close to 40%. Stability was maintained against pH and temperature and in proteases it was only evidenced against pepsin in Ib-M/Alg-Chi. The results are promising for using Ib-M and Ib-M/Alg-Chi as possible antimicrobial agents.