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Tipo: Tese
Título: Peptídeos antimicrobianos da formiga gigante Dinoponera quadriceps: ação sobre microrganismos com perfil crítico de resistência a antibióticos e antifúngicos
Autor(es): Lima, Hilania Valéria Dodou
Orientador: Baptista, Gandhi Rádis
Palavras-chave: Proteínas Citotóxicas Formadoras de Poros;Sinergismo Farmacológico;Resistência Microbiana a Medicamentos;Venenos de Artrópodes
Data do documento: 16-Jun-2021
Citação: LIMA, H. V. D. Peptídeos antimicrobianos da formiga gigante Dinoponera quadriceps: ação sobre microrganismos com perfil crítico de resistência a antibióticos e antifúngicos. 2021. 114 f. Tese. (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: A resistência microbiana aos antibióticos tem sido um problema crescente de saúde pública mundial. As elevadas taxas de surgimento de cepas resistentes aos agentes antimicrobianos de última geração disponíveis no mercado e os constantes alertas de órgãos internacionais têm estimulado e direcionado as pesquisas a descobrir e desenvolver novas moléculas com potente atividade antimicrobiana. Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) emergem como uma classe de agentes antimicrobianos com inúmeras vantagens para o desenvolvimento de fármacos; em geral, apresentam diversas estruturas e amplo espectro de atividade, com múltiplos mecanismos de ação, em geral sinérgicos, que dificultam o surgimento de resistência. O veneno da formiga gigante Dinoponera quadriceps constitui uma mistura de compostos orgânicos e polipeptídicos bioativos, que incluem PAMs lineares, com importante potencial farmacológico. Diante disso, nesse estudo de pesquisa, investigou-se o potencial antimicrobiano de peptídeos sintéticos derivados de seus congêneres encontrados no veneno de D. quadriceps. Os dados experimentais foram publicados em 3 artigos científicos. No primeiro artigo, descreveu-se os componentes orgânicos de baixo peso molecular e os peptídeos do veneno da formiga D. quadriceps, bem como suas propriedades antimicrobiana, hemolítica e liberadora de histamina. Na segunda publicação, avaliou-se a ação antimicrobiana de peptídeos sintéticos derivados dos seus congêneres presentes no veneno de D. quadriceps sobre diferentes espécies de Candida, além de seu potencial de modular sinergicamente a ação de fármacos antifúngicos usados em clínica. Na terceira publicação, avaliou-se a ação dos peptídeos sobre espécies de bactérias resistentes, consideradas prioridade crítica pela OMS, bem como sua capacidade de modular sinergicamente a ação de antibióticos convencionais, com efeito reduzido. Em linhas gerais, a análise dos constituintes do veneno de D. quadriceps, por HPLC/MS, evidenciou a presença de componentes de baixo peso molecular, como aminas biogênicas, aminoácidos livres e peptídeos bioativos com sequências variando de 4 a 28 resíduos de aminoácidos. Cinco classes conhecidas de PAMs foram encontrados, como dos tipos dermaseptin-, defensin-, pilosulin-, ponericin- e temporin-símile. Em ensaios preliminares com duas classes de PAMs sintéticos, as dinoponeratoxinas Dq-2562 (pilosulin-símile) e Dq-3162 (ponericin-símile) apresentaram ação antimicrobiana, hemolítica e liberadora de histamina. No estudo da ação antifúngica, Dq ‐ 2562, Dq ‐ 1503 (pilosulin-símile) e Dq ‐ 3162 (ponericin-símile) foram os peptídeos mais ativos, exibindo um amplo espectro de atividade fungicida e fungistática in vitro, com CIMs na faixa de 0,625 a 10 μM. A combinação de peptídeos e drogas antimicóticas convencionais apresentou uma redução sinérgica nos valores de CIM de ambas as substâncias (peptídeos e antifungicos). A atividade fungicida e fungistática dos peptídeos individuais e peptídeos em combinação com antimicóticos mostrou-se dependente do tempo, com um rápido início de ação e efeito de longa duração. Contra bactérias, o peptídeo sintético Dq-3162 demonstrou maior eficácia antimicrobiana, com CIMs entre 5 e 10 μM, e com efeitos bateriostático e bactericida de rápido início de ação e prolongada duração, potencializando a ação dos fármacos meropenem, imipenem e gentamicina sobre bactérias Gram-negativo resistentes aos carbapenêmicos, as quais estão listadas como prioridade crítica pela OMS. Em resumo, as dinoponeratoxinas sintéticas são peptídeos antifúngicos e antibacterianos promissores, úteis para o desenvolvimento de combinadação de agentes antimicrobianos contra microrganismos resistentes a múltiplas drogas.
Abstract: Microbial resistance has been a growing global public health problem. The increase in the number of antimicrobial-resistant strains and the constant alerts of international agencies have stimulated and directed research to discover and develop new molecules with promising antimicrobial potential. Antimicrobial peptides (AMPs) have been considered innovative antimicrobial agents. They are seen as advantageous for the development of drugs because, in general, they have a broad spectrum of activity, with complex mechanisms of action, which would hinder the emergence of antibiotic resistance. The venom of the giant ant Dinoponera quadriceps constitutes a mixture of bioactive organic compounds, including AMPs, which deserve meticulous investigation for their pharmacological potential. This study aimed to evaluate the antimicrobial potential of synthetic peptides derived from the venom of the giant ant D. quadriceps. The present study culminates with the publication of three scientific articles. In the first article, the components of low molecular weight and peptides of the giant ant D. quadriceps venom and its antimicrobial, hemolytic, and histamine-releasing properties were analyzed. In the second publication, the action of synthetic peptides on different Candida species was evaluated, in addition to its potential to synergistically modulate the action of commercially available antifungal drugs and their cytotoxic potential on red cells. In the third publication, the action of AMPs on resistant bacteria species, considered a critical priority by the WHO and their ability to synergistically modulate conventional antibiotics action and their hemolytic potential, was evaluated. The analysis of the venom constituents of D. quadriceps showed low molecular weight components, such as biogenic amines, free amino acids, and bioactive peptides, with sequences ranging from 4 to 28 amino acid residues. Five known classes of antimicrobial peptides (AMPs) were found, such as dermaseptin-, defensin-, pilosulin-, ponericin- and temporin-like types. In preliminary trials, two classes of these synthetic AMPs, dinoponeratoxins Dq-2562 (a pilosulin-like) and Dq-3162 (a ponericin-like) were antimicrobial hemolytic and histamine-releasing action. Dq‐2562 and Dq‐1503 (pilosulin-like) and Dq‐3162 (ponericin-like) were the most active in antifungal peptides, exhibiting a broad spectrum of antifungal activity in vitro, with MICs in the range of 0.625 to 10 μM. The combination of peptides and conventional antimycotic drugs showed a synergistic reduction in the MIC values of both substances. The fungicide and fungistatic activity of individual peptides and peptides combined with antimycotics were time-dependent, with a rapid onset of action and long-lasting effect.Synthetic peptide Dq-3162 demonstrated antibacterial efficacy, with MICs between 5 and 10 μM, with rapid-onset and prolonged duration bacteriostatic and bactericidal effects, enhancing the action of the drugs meropenem, imipenem, and gentamicin against Gram-negative bacteria resistant to carbapenems, which are a critical priority by the WHO. In summary, synthetic dinoponeratoxins are promising antifungal and antibacterial peptides useful for developing combined alternatives against multi-drug resistant microorganisms.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59637
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