Obtenção de peptídeos e peptidomiméticos de Capsicum baccatum var. pendulum (Solanaceae) visando atividade antibiofilme

Abstract

O biofilme é uma matriz complexa, composta por comunidades de microrganismos envoltos em substâncias poliméricas extracelulares, aderidas a uma superfície biótica (tecidos e órgãos) ou abiótica (cateteres e próteses). O biofilme apresenta vários benefícios às bactérias devido à existência dessa matriz que confere resistência e tolerância aos antibioticos. Staphylococcus epidermidis é uma das bactérias com grande relevância clínica devido à sua capacidade de formar biofilmes em dispositivos médicos, tais como, marca-passos, cateteres urinários e próteses. Neste contexto, os peptídeos têm sido propostos como uma alternativa importante, tanto para tratamento de biofilmes, quanto como agentes anti-infecciosos de superfície. Este estudo consiste na identificação de novos peptídeos naturais e sintéticos, derivados da pimenta Capsicum baccatum var. pendulum, com atividade antibiofilme e no planejamento de seus peptidomiméticos. Por conseguinte, foi selecionado e estudado extensivamente um peptídeo de referência que apresentou a melhor atividade antibiofilme contra S. epidermidis. Este peptídeo atua através de um novo mecanismo de ação que descrevemos e chamamos de "anti-montagem de matriz" (AMM). Caracterizamos a atividade antibiofilme desse peptídeo, que age através do novo mecanismo de ação AMM independente da regulação celular, não apresentando citotoxicidade. Esses resultados nos permitiram patentear o peptídeo em questão: Europe nºEP19305205.7. Apresentamos ainda duas revisões, uma abordando a relação estrutura atividade entre peptídeos e a atividade antibiofilme e a outra abordando o uso de peptidomiméticos antibiofilme como uma perspectiva. A estratégia com o planejmaneto de peptidomiméticos é criar pequenas moléculas semelhantes ao peptídeo de referência. Estes peptidomiméticos mantêm as capacidades inerentes ao peptídeo principal, porém são mais resistentes a proteases e / ou mais ativos.

Le biofilm est une matrice complexe, composée de substances polymères extracellulaires enveloppant des communautés de micro-organismes, adhérant à une surface biotique (tissus et organes) ou abiotique (cathéters et prothèses). Le biofilm confère aux bactéries de nombreux avantages en tant que cette matrice qui améliore leur résistance et tolérance aux antibiotiques. Staphylococcus epidermidis est l'une des bactéries cliniques importantes en raison de sa capacité à former des biofilms sur des dispositifs médicaux, notamment les stimulateurs cardiaques, les cathéters urinaires et les prothèses. Dans ce contexte, les peptides ont été proposés comme une alternative importante, que ce soit en tant que traitement médicamenteux de biofilms ou en tant qu’agents de surfaces anti-infectieux. Cette étude porte sur l’identification de nouveaux peptides naturels et synthetiques antibiofilm issus du piment Capsicum baccatum var. pendulum et dans la planification de leurs peptidomimétiques. Un peptide majeur responsable de l'activité antibiofilm contre S. epidermidis a été sélectionné et étudié de manière approfondie. Il agit par un nouveau mécanisme d'action que nous nommons « anti-assemblage de la matrice » (AAM). Nous caractérisons l'activité antibiofilm de ce peptide, qui agit par le nouveau mécanisme d'action AMM indépendant de la régulation cellulaire et ne présente pas de cytotoxicité. Ces résultats nous ont permis de breveter ce peptide : Europe n ° EP19305205.7. Nous présentons également deux revues, l’une portant sur la relation de structure et d’activité entre les peptides et l’activité anti-biofilm et l’autre sur l’utilisation des peptidomimétiques anti-biofilm comme perspective. La stratégie des peptidomimétiques consiste à créer de petites molécules similaires au peptide de référence. Ces peptidomimétiques conservent les capacités inhérentes au peptide parent, mais sont plus résistants aux protéases et / ou plus actifs.

Biofilm is a complex matrix, composed of extracellular polymeric substance wrapping microorganisms communities, adhered to a biotic (tissues and organs) or abiotic (catheters and prostheses) surface. Biofilm confers to bacteria many benefits due to the production of this matrix that improves their resistance and tolerance to antibiotics. Staphylococcus epidermidis is an important clinical bacteria, able to form biofilm on medical devices such as pacemakers, urinary catheters and prostheses. In this context, peptides have been proposed as an important alternative as a treatment to biofilms or as anti-infective surface agents. This study focuses on the identification of new antibiofilm natural and synthetic peptides from the Capsicum baccatum var. pendulum pepper and their peptidomimetic design. As a result, a lead peptide responsible for the antibiofilm activity against S. epidermidis was selected and extensively studied. It acts by a new mechanism of action that we call "matrix anti-assembly" (MAA). We characterize the antibiofilm activity of this peptide, which acts through the new mechanism of action AMM independent of cellular regulation, and does not present cytotoxicity. These results allowed us to patent this peptide: Europe No. EP19305205.7. We also present two reviews, one addressing the structure activity relationship between peptides and the antibiofilm activity and the other approaching the use of antibiofilm peptidomimetics as a perspective. The strategy with the design of peptidomimetics is to create small molecules similar to the reference peptide. These peptidomimetics retain the inherent capabilities of the parent peptide, but are more resistant to proteases and / or more active.