Peptídeo antimicrobiano PEGuilado como potencial biofármaco para o tratamento de pneumonia causada por Acinetobacter baumannii
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/36657 https://orcid.org/0000-0003-2794-5680 |
Resumo: | Os relatos de infecções e óbitos por bactérias resistentes aos antimicrobianos vêm crescendo diariamente no mundo e a Organização Mundial de Saúde (OMS) tem alertado sobre a importância do desenvolvimento de novos fármacos efetivos contra essas superbactérias. Nesse contexto, os peptídeos antimicrobianos surgem como uma alternativa, pois muitos, além de estarem envolvidos na imunidade inata, também mostram sinergismo com antimicrobianos comerciais. LyeTx I é um peptídeo linear com 25 resíduos de aminoácidos, inicialmente isolado da peçonha da aranha Lycosa erythrognatha, e posteriormente obtido por síntese química, que apresentou potente atividade antimicrobiana. Um de seus derivados, LyeTx I-b, similar ao LyeTx I, mas sem o resíduo Hys16, foi ativo frente a diversas bactérias multirresistentes, dentre elas a Acinetobacter baumannii, resistente aos carbapenêmicos. Entretanto, sabe-se que esses peptídeos, em geral, apresentam elevada atividade hemolítica e citotóxica, bem como reduzida atividade in vivo. Visando minimizar essas limitações, propôs-se neste trabalho modificar e PEGuilar LyeTx I-b, e avaliar sua atividade e toxicidade em modelos in vitro e in vivo. O modelo in vivo foi o de pneumonia bacteriana causada por A. baumannii resistente aos carbapenêmicos. Paralelo a isso, um estudo de revisão sistemática e meta-análise foi feito para verificar a taxa de resistência de A. baumannii às polimixinas. Este estudo mostrou que a taxa de infecção dessa bactéria no período de 2010 a 2018 foi de 13% em todo o mundo, e, para a América do Sul, o valor chegou a 60%. A PEGuilação do peptídeo (LyeTx I-bPEG) levou à diminuição de atividade antimicrobiana in vitro para diversas bactérias, sendo essa redução menor em A. baumannii. LyeTx I-bPEG foi mais ativo que LyeTx I-b na atividade antibiofilme e na prevenção de indução de resistência. Comparando a segurança de LyeTx I-bPEG e LyeTx I-b, o primeiro apresentou redução de até doze vezes nos valores de hemólise, e cerca de dez e duas vezes na toxicidade in vitro para as células VERO e HEK-293, respectivamente. A diminuição da toxicidade in vivo para LyeTx I-bPEG em relação à LyeTx I-b foi de quatro vezes em camundongos. Os valores encontrados mostraram que a PEGuilação foi fundamental para a redução da toxicidade e para a atividade in vivo em modelo de pneumonia por A. baumannii, pois a administração endovenosa de LyeTx I-bPEG em animais combateu eficazmente a infecção em todas as concentrações testadas, enquanto LyeTx I-b não foi ativo nas concentrações de 0,5mg.kg-1 e 1mg.kg-1, sendo possivelmente degradado e/ou eliminado antes de alcançar seus alvos. Estes resultados mostraram que a PEGuilação do peptídeo LyeTx I-b possibilitou seu uso in vivo, mantendo atividade significativa contra a pneumonia causada por A. baumannii resistente aos carbapenêmicos. |
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Maria Elena de Lima Perez Garciahttp://lattes.cnpq.br/5642915270924367Jorge Almeida GuimarãesCarlos Alberto TagliatiGlória Regina FrancoRachel Basques Caligiornehttp://lattes.cnpq.br/8210606618257983Júlio César Moreira de Brito2021-07-05T15:34:30Z2021-07-05T15:34:30Z2020-08-21http://hdl.handle.net/1843/36657https://orcid.org/0000-0003-2794-5680Os relatos de infecções e óbitos por bactérias resistentes aos antimicrobianos vêm crescendo diariamente no mundo e a Organização Mundial de Saúde (OMS) tem alertado sobre a importância do desenvolvimento de novos fármacos efetivos contra essas superbactérias. Nesse contexto, os peptídeos antimicrobianos surgem como uma alternativa, pois muitos, além de estarem envolvidos na imunidade inata, também mostram sinergismo com antimicrobianos comerciais. LyeTx I é um peptídeo linear com 25 resíduos de aminoácidos, inicialmente isolado da peçonha da aranha Lycosa erythrognatha, e posteriormente obtido por síntese química, que apresentou potente atividade antimicrobiana. Um de seus derivados, LyeTx I-b, similar ao LyeTx I, mas sem o resíduo Hys16, foi ativo frente a diversas bactérias multirresistentes, dentre elas a Acinetobacter baumannii, resistente aos carbapenêmicos. Entretanto, sabe-se que esses peptídeos, em geral, apresentam elevada atividade hemolítica e citotóxica, bem como reduzida atividade in vivo. Visando minimizar essas limitações, propôs-se neste trabalho modificar e PEGuilar LyeTx I-b, e avaliar sua atividade e toxicidade em modelos in vitro e in vivo. O modelo in vivo foi o de pneumonia bacteriana causada por A. baumannii resistente aos carbapenêmicos. Paralelo a isso, um estudo de revisão sistemática e meta-análise foi feito para verificar a taxa de resistência de A. baumannii às polimixinas. Este estudo mostrou que a taxa de infecção dessa bactéria no período de 2010 a 2018 foi de 13% em todo o mundo, e, para a América do Sul, o valor chegou a 60%. A PEGuilação do peptídeo (LyeTx I-bPEG) levou à diminuição de atividade antimicrobiana in vitro para diversas bactérias, sendo essa redução menor em A. baumannii. LyeTx I-bPEG foi mais ativo que LyeTx I-b na atividade antibiofilme e na prevenção de indução de resistência. Comparando a segurança de LyeTx I-bPEG e LyeTx I-b, o primeiro apresentou redução de até doze vezes nos valores de hemólise, e cerca de dez e duas vezes na toxicidade in vitro para as células VERO e HEK-293, respectivamente. A diminuição da toxicidade in vivo para LyeTx I-bPEG em relação à LyeTx I-b foi de quatro vezes em camundongos. Os valores encontrados mostraram que a PEGuilação foi fundamental para a redução da toxicidade e para a atividade in vivo em modelo de pneumonia por A. baumannii, pois a administração endovenosa de LyeTx I-bPEG em animais combateu eficazmente a infecção em todas as concentrações testadas, enquanto LyeTx I-b não foi ativo nas concentrações de 0,5mg.kg-1 e 1mg.kg-1, sendo possivelmente degradado e/ou eliminado antes de alcançar seus alvos. Estes resultados mostraram que a PEGuilação do peptídeo LyeTx I-b possibilitou seu uso in vivo, mantendo atividade significativa contra a pneumonia causada por A. baumannii resistente aos carbapenêmicos.Reports of bacterial infections and deaths caused by resistant bacteria have increased globally over time. The World Health Organization (WHO) has been warning about the importance of developing new drugs effective against these superbugs. In this context, antimicrobial peptides are considered an alternative since most of them are involved in innate immunity, acting in different ways, and some also show synergism with commercial antimicrobials. LyeTx I is a linear peptide, with 25 amino acid residues isolated from the spider venom Lycosa erythrognatha. Later, it was also obtained by chemical synthesis and has shown potent antimicrobial activity. LyeTx I-b, the LyeTx I derivative that lacks the Hys16 residue, was active against several multidrug-resistant bacteria, including A. baumannii resistant to carbapenems. However, it is known that, LyeTx I-b has high hemolytic, cytotoxic, and reduced in vivo activities. To overcome these limitations, this work proposes the conjugation of LyeTx I-b with mPEG-MAL and tested its activity and toxicity in vitro and in vivo models. The in vivo model was based on multi-resistant bacterial pneumonia caused by Acinetobacter baumannii. In a review study and meta-analysis, there was a significant rate of resistance of A. baumannii to colistin, one of the most potent and toxic antimicrobials registered and used against this bacterium. This analysis showed that the infection rate of this polymyxin-resistant bacterium in the evaluated period (2010 to 2018) was 13% worldwide, with the value reaching 60% in South America. LyeTx I-bPEG showed decreased activity in vitro for several bacteria; however, this reduction was smaller in A. baumannii. In antibiofilm activity and resistance induction, LyeTx I-bPEG was more active than LyeTx I-b. Additionally, LyeTx I-bPEG reduced by up to 12 times the values of hemolysis and, approximately 10 and 2 times, the in vitro toxicity for VERO and HEK-293 cells, respectively. The decrease in toxicity for LyeTx I-bPEG in vivo, compared to LyeTx I-b, was 4-fold in mice. The values found showed that PEGylation was fundamental for the reduction of toxicity and for in vivo activity in a model of A. baumannii pneumonia, considering that LyeTx I-bPEG, injected in the animals effectively fought the infection. At the same time, LyeTx I-b was not active at 0,5mg.kg-1 e 1mg.kg-1 in this model, possibly due to its degradation/elimination before reaching its targets. These results show that the PEGylation of the LyeTx I-b peptide enabled its use in vivo, maintaining significant activity against pneumonia caused by multidrug-resistant A. baumannii.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e BiofarmacêuticaUFMGBrasilICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICAInovações tecnológicasBiofarmacêuticaProdutos de ação antimicrobianaPeptídeosInfecções por AcinetobacterPneumoniaDrogas – Resistência em microorganismosPEGuilaçãoL. erythrognatha toxina 1-b PEGuilada LyeTx I-bPeptídeo antimicrobianoMeta-análiseAcinetobacter baumannii resistentePneumonia por A. baumanniiPEGylationAntimicrobial peptideMeta-analysisAcinetobacter baumannii resistantPneumonia by A. baumanniiPeptídeo antimicrobiano PEGuilado como potencial biofármaco para o tratamento de pneumonia causada por Acinetobacter baumanniiinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese Doutorado Júlio César.pdfTese Doutorado Júlio César.pdfTese de Doutorado Peptídeo Antimicrobiano PEGuilado como Potencial Biofármaco para o Tratamento de Pneumonia Causada por Acinetobacter baumanniiapplication/pdf4807700https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36657/3/Tese%20Doutorado%20J%c3%balio%20C%c3%a9sar.pdfdc22016e25fbf118ea0f610a0b55d57fMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36657/4/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD541843/366572021-07-05 12:34:31.055oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-07-05T15:34:31Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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