Desenho racional de peptídeos análogos ao Hs02 com ampliação de seletividade como agentes antimicrobianos

Abstract

Peptídeos membrano-ativos (MAPs) possuem amplo potencial biotecnológico, tanto como alternativas a fármacos convencionais no combate a microrganismos multirresistentes (MDR), quanto como carreadores de fármacos conjugados. Contudo, sua aplicação depende da seletividade com que essas moléculas reconhecem seus alvos, as membranas procarióticas, em relação às membranas dos hospedeiros. Peptídeos antimicrobianos (AMPs) e peptídeos intragênicos antimicrobianos (IAPs), esses últimos encontrados na estrutura primária de proteínas diversas, são frequentemente pouco seletivos, sendo tanto antimicrobianos quanto citotóxicos. O peptídeo Hs02 é um exemplo de IAP, com 16 resíduos de aminoácidos, carga líquida positiva e que se estrutura em α-hélice ao adsorver em membranas. Muito embora o Hs02 seja um amplo e potente agente antimicrobiano, apresenta seletividade moderada em relação a células eucarióticas. Com o objetivo de melhorar a seletividade desse IAP, duas gerações de análogos do Hs02 foram sintetizadas, purificadas e caracterizadas. Em uma dessas séries, foram sintetizados três análogos de tamanho reduzido e posteriormente outros três com modificações pontuais em sítios críticos. A avaliação de suas estruturas foi feita por meio de espectroscopia de dicroísmo circular, na presença de vesículas unilamelares grandes (LUVs) com cargas neutras e negativas, bem como do lipopolissacarídeo (LPS). Posteriormente, as atividades antimicrobianas foram testadas contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, e as citotoxicidades foram medidas por ensaios de viabilidade celular com MTT utilizando células micróglia BV-2 como modelo. Os resultados obtidos demonstraram um aumento significativo no índice terapêutico (TI) de todos os análogos da segunda geração contra as bactérias Gram-negativas testadas, especialmente no caso do 16.3. No caso das bactérias Gram-positivas, os análogos desenvolvidos apresentaram uma diminuição em seu TI, sugerindo que a composição da parede celular dessas bactérias pode dificultar a travessia de peptídeos antimicrobianos catiônicos. Apesar dessa redução, o 16.3 apresentou um aumento de quase 5 vezes no índice terapêutico contra E. coli e P. aeruginosa, decorrente da redução da citotoxicidade e da manutenção da atividade antimicrobiana em relação ao peptídeo original. Os achados desse estudo indicam que o equilíbrio entre a cationicidade e hidrofobicidade mínima do Hs02 foi otimizado e que esses parâmetros alteraram significativamente o TI desse MAP,