Guavanin 2: diferència entre les revisions
Modifico característiques |
Afegeixo i enllaço referències bibliogràfiques |
||
| Línia 21: | Línia 21: | ||
|- |
|- |
||
|''Activitat'' |
|''Activitat'' |
||
|<big>Bacteris gram negatiu</big><ref>{{Ref-publicació|article=Prediction and Characterization of Cationic Arginine-Rich Plant Antimicrobial Peptide SM-985 From Teosinte (Zea mays ssp. mexicana)|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7318549/|publicació=Frontiers in Microbiology|data=2020-06-19|issn=1664-302X|pmc=7318549|pmid=32636825|pàgines=1353|volum=11|doi=10.3389/fmicb.2020.01353|nom=Abdelrahman M.|cognom=Qutb|nom2=Feng|cognom2=Wei|nom3=Wubei|cognom3=Dong}}</ref> |
|||
|<big>Bacteris gram negatiu</big> |
|||
|- |
|- |
||
|''Origen'' |
|''Origen'' |
||
| Línia 41: | Línia 41: | ||
* Locus: 5V1E_A |
* Locus: 5V1E_A |
||
* Sense estructura secundària definida a l’aigua, però tendència a la hélix alfa en dissolvents orgànics. |
* Sense estructura secundària definida a l’aigua, però tendència a la hélix alfa en dissolvents orgànics. |
||
* Bactericida a baixes concentracions<ref>{{Ref-publicació|article=Antimicrobial Susceptibility Testing of Antimicrobial Peptides to Better Predict Efficacy|cognom=Mercer|nom5=Laura|cognom4=Lovie|nom4=Emma|cognom3=Duay|nom3=Searle S.|cognom2=Torres|nom2=Marcelo D. T.|nom=Derry K.|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7358464/|doi=10.3389/fcimb.2020.00326|volum=10|pàgines=326|pmid=32733816|pmc=7358464|issn=2235-2988|data=2020-07-07|publicació=Frontiers in Cellular and Infection Microbiology|cognom5=Simpson}}</ref>. Valors baixos de la concentració inhibtòria mínima. |
|||
* Bactericida a baixes concentracions. Valors baixos de la concentració inhibtòria mínima. |
|||
* Cinètica d'actuació variable depenent del substrat sobre el que actua. |
* Cinètica d'actuació variable depenent del substrat sobre el que actua. |
||
* No observació de citotoxicitat en eritròcits humans ni cap a les cèl·lules renals embrionàries. Considerat un pèptid segur. Per aconseguir un efecte tòxic, es requeriria una administració 24 vegades major d’aquest. |
* No observació de citotoxicitat en eritròcits humans ni cap a les cèl·lules renals embrionàries. Considerat un pèptid segur. Per aconseguir un efecte tòxic, es requeriria una administració 24 vegades major d’aquest. |
||
Revisió del 12:04, 13 nov 2021
Guavanin 2 és un pèptid antimicrobià (AMP) amb propietats contra els bacteris, sobretot, gramnegatius. Pèptid artificial derivat d'un pèptid de guaiaba amb una alta composició de glicina (Pg-AMP1) i modificat a partir d'un algorisme genètic. Guavanin 2 és sintetitzat davant la necessitat d'una alternativa als antibiòtics, com a estratègia per controlar la resistència bacteriana. Caracteritzat per ser un pèptid prototip en termes d'estructura i activitat.
| Tipus | AMP |
| Estructura | Hèlix alfa |
| Tamany | 20 aa |
| Predomina | Arginina |
| Locus | 5V1E_A |
| Finalitat | Bactericida |
| Activitat | Bacteris gram negatiu[1] |
| Origen | Artificial |
| Precursor proteic | Pg-AMP1 |
Història
La investigació d'aquest pèptid és recent. El seu descobriment es deu al fet que es va fer un experiment que consistia a fer una creació de diferents tipus de Guavanin i seleccionat en funció dels valors d'aptitud. D'entre tots els tipus, Guavanina 2 era el que més ressaltava envers els altres degut la potència que presentava. Com diu l'article Computer-Aided Design of Antimicrobial Peptides: Are We Generating Effective Drug Candidates?:[2] «A total of 15 peptides, named guavanin 1 to 15, were selected due to their higher fitness values. During screening steps for antimicrobial activity, the variant guavanin 2 was the most potent and, therefore, selected for in-depth analysis.».
Per una banda, aquest pèptid sorgeix de la necessitat de tenir una forma alternativa als antibiòtics tradicionals, i suposa un gran interès, ja que la majoria de pèptids antimicrobians estan dirigits als bacteris gram positius, tenint pocs antibiòtics que actuïn pels bacteris gram negatius. El pèptid artificial Guavanina 2 té com a principal diana aquests bacteris gramnegatius. Per tant, la raó principal per dur a terme la creació d'aquests pèptids és la lluita contra la resistència als antibiòtics, que en l'actualitat presenta problemes de salut, i fins i tot la mort.
Estructura i composició.
La guavanin 2 es tracta d’un pèptid de 20 aminoàcids rics en arginina. A més, presenten una zona hidrofóbica en la que hi ha aminoàcids de tirosina. Aquesta proteïna està formada per una cadena principal amb conformació d’hèlix alfa.
Característiques bàsiques
- Locus: 5V1E_A
- Sense estructura secundària definida a l’aigua, però tendència a la hélix alfa en dissolvents orgànics.
- Bactericida a baixes concentracions[3]. Valors baixos de la concentració inhibtòria mínima.
- Cinètica d'actuació variable depenent del substrat sobre el que actua.
- No observació de citotoxicitat en eritròcits humans ni cap a les cèl·lules renals embrionàries. Considerat un pèptid segur. Per aconseguir un efecte tòxic, es requeriria una administració 24 vegades major d’aquest.
Funcions
La necessitat d'un pèptid amb funcions determinades naix de la problemàtica que comporten les infeccions causades pels bacils gramnegatius, els quals estan associats amb infeccions intrahospitalàries a l'UCI.[4]
D'entre els pèptids modificats amb l'algoritme genètic, s'escull el pèptid Guavanin 2 purificat, que presenta gran capacitat per atacar bacteris gramnegatius, aquests capaços de crear mutants i compartir gens que codifiquen mecanismes de resistència a antibiòtics. Molt efectiva contra Escherichia coli i Acinetobacter baumannii, espècies de bateris Gram-negatives i exposició d'una activitat limitada contra Klebsiella pneumoniae. La Guavanin 2 mostra una activitat destructora molt poc considerable enfront als bacteris Gram-positives i un perfil també modest amb relació als fongs, donant lloc a una mort pobre del llevat Candida parapsilosis. L'activitat anti-biofilm també es va provar contra E. coli, Staphylococcus aureus, K. pneumoniae i C. albicans, i el pèptid artificial només va ser capaç de reduir les biopel·lícules de Candida albicans.[5]
Mecanisme d'actuació
S'ha pogut observar que la Guavanin 2 té com a funció atacar els bacteris i induir-los la mort, però observant els efectes de destrucció i membrana d'aquesta, s'ha conclòs que ho fa amb una lenta capacitat d'actuació. S'observa que després de 120 minuts d'incubació del bacteri a una concentració 12,5 µM de pèptid (dos vegades per sobre de la conecentració mínima inhibitòria), aproximadament només un 20% de les cèl·lules de E. Coli moren.[5] L'objectiu primordial en molts tipus d'AMPs i així també per aquest pèptid, és la membrana bacteriana, d'aquetsa manera, es duu a terme una anàlisi de la permeabilitat de la membrana i la despolarització de cèl·lules E.Colis, amb SYTOX Green (SG), indicador mitjaçant marques fluorescents de cèl·lules amb la membrana afectada pels bactericides, i DiSC3 (5). Els resultats obvien que la Guavanin 2, provoca una quantitat lenta i molt petita de fluorescència en comparació amb els controls positiu i negatiu. D'aquesta manera, amb la prova de fluorescència DiSC3 (5), la qual detecta i mesura canvis en el potencial transmembrana es conclou que la cinètica lenta és degut al fet que el pèptid actua mitjançant la hiperpolarització de la membrana, un procés més lent que la hidròlisi d'aquesta, mètode dut a terme per la majoria de pèptids antimicrobians. Així, es pot afirmar que la forma d'actuació del pèptid Guavanin 2 és diferent de la gran majoria de AMPs, quelcom causat per la composició que aquesta presenta i les propietats que s'en deriven.
Experiment in vivo[5]
Davant les sorprenents i prometedores característiques de la Guavanin 2, un experiment in vivo es va dur a terme per tal de comprovar l'eficàcia d'aquest pèptid davant d'un bacteri anomenada Pseudomonas aeruginosa. A més a més aquesta prova va servir per comparar l'actuació de la Guavanin 2 amb la del seu pèptid precursor Pg-AMP1 i un fragment aïllat d'aquest últim, característic per les seves suposades capacitats antimicrobianes. Per realitzar aquest estudi es van necessitar 24 ratolins, que es van dividir en dos experiments independents. En altres paraules, cada experiment comptava amb dotze ratolins dividits en tres grups de quatre individus cadascun.
- A cada ratolí se li va afaitar el pelatge de la part posterior corporal, i se'ls va exposar a una calor local suficient per produir abrasions i així danyar l'epidermis.
- Posteriorment es van inocular 50 μL que contenien 5 × 10^7 UFC (número de cèl·lules en dissolució aquosa) del bacteri P. aeruginosa.
- Més tard es van injectar els pèptids pertinents en funció del grup al qual formaven part els ratolins. Cada grup de quatre rebia la dosi d'un dels pèptids a analitzar.
- Un cop havien rebut el pèptid antimicrobià els animals van ser sacrificats, i se'ls va extirpar el teixit necrosat, que darrerament es va reservar.
- Al cap de quatre dies des de la infecció bacteriana, es van homogeneïtzar i diluir les mostres, amb l'objectiu de fer un recompte de quants UFC de bacteris quedaven a cada ratolí
- Per finalitzar, es van calcular les mitjanes de reducció dels bacteris per a la Guavanin 2, Pg-AMP1 i el fragment de Pg-AMP1. Mitjançant l'estadístic ANOVA es va calcular l'homogeneïtat de les mitjanes dels tres grups i es va arribar a la conclusió que la Guavanin 2 tenia una resposta molt més significativa que els altres dos pèptids, que només podien igualar l'acció de la Guavanin 2 si es trobaven en altes concentracions.
Referències
- ↑ Qutb, Abdelrahman M.; Wei, Feng; Dong, Wubei «Prediction and Characterization of Cationic Arginine-Rich Plant Antimicrobial Peptide SM-985 From Teosinte (Zea mays ssp. mexicana)». Frontiers in Microbiology, 11, 19-06-2020, pàg. 1353. DOI: 10.3389/fmicb.2020.01353. ISSN: 1664-302X. PMC: 7318549. PMID: 32636825.
- ↑ Cardoso, Marlon H.; Orozco, Raquel Q.; Rezende, Samilla B.; Rodrigues, Gisele; Oshiro, Karen G. N. «Computer-Aided Design of Antimicrobial Peptides: Are We Generating Effective Drug Candidates?». Frontiers in Microbiology, 10, 22-01-2020, pàg. 3097. DOI: 10.3389/fmicb.2019.03097. ISSN: 1664-302X. PMC: 6987251. PMID: 32038544.
- ↑ Mercer, Derry K.; Torres, Marcelo D. T.; Duay, Searle S.; Lovie, Emma; Simpson, Laura «Antimicrobial Susceptibility Testing of Antimicrobial Peptides to Better Predict Efficacy». Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 10, 07-07-2020, pàg. 326. DOI: 10.3389/fcimb.2020.00326. ISSN: 2235-2988. PMC: 7358464. PMID: 32733816.
- ↑ «Overview of nosocomial infections caused by gram-negative bacilli». [Consulta: 11 novembre 2021].
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Porto, William F.; Irazazabal, Luz; Alves, Eliane S. F.; Ribeiro, Suzana M.; Matos, Carolina O. «In silico optimization of a guava antimicrobial peptide enables combinatorial exploration for peptide design» (en anglès). Nature Communications, 9, 1, 16-04-2018, pàg. 1490. DOI: 10.1038/s41467-018-03746-3. ISSN: 2041-1723.