Peptídeos antimicrobianos, também chamados na literatura médica de AMPs (Antimicrobial Peptides), são agrupamentos de 12 a 50 aminoácidos que têm funções antimicrobianas e imunorregulatórias. Os AMPs são produzidos principalmente nos epitélios, destacando-se o epitélio intestinal, onde participam da homeostase da barreira intestinal. A Pancreatite Aguda (PA) é uma doença com altas taxas de mortalidade e morbidade, na qual frequentemente ocorre translocação de bactérias e endotoxinas para o epitélio intestinal e para a corrente sanguínea. A translocação bacteriana ocorre, principalmente, devido à falência da barreira intestinal. Em idosos, a PA tende a ser uma doença mais grave, porém os mecanismos que justificam essa maior gravidade ainda não são bem compreendidos. O objetivo deste trabalho é fazer um estudo da expressão gênica dos peptídeos antimicrobianos alfa-defensina 5 e 7 e da catelicidina CRAMP em ratos jovens e idosos submetidos a um modelo de Pancreatite Aguda. Ratos jovens e idosos foram submetidos à PA utilizando-se Ácido Taurocólico 2,5% e, após doze horas, foram sacrificados. Foi coletado 1cm do íleo terminal para realização de RTPCR para os genes das alfa-defensinas 5 e 7 e da catelicidina CRAMP. Adicionalmente, foram quantificados os níveis de mRNA das citocinas TNF-alfa e IL10. Através da técnica de Milliplex, foram dosadas no soro as citocinas IFN-y, IP-10, IL-10, IL-6, IL-18, TNF-alfa, IL-1beta e Leptina. Como resultado, detectou-se maior expressão gênica das alfa-defensinas 5 e 7 no grupo de animais idosos, na vigência de insulto pancreático, quando comparado a animais jovens na mesma condição. Com relação à CRAMP, não houve diferença significativa entre os grupos. Igualmente, obteve-se expressão significativamente maior de TNF-alfa no íleo terminal dos ratos idosos com Pancreatite Aguda. Interessantemente, as dosagens de citocinas séricas foram semelhantes entre os grupos, demonstrando que a diferença entre a resposta inflamatória de ratos idosos e jovens é localizada. Peptídeos antimicrobianos, portanto, devem apresentar um papel central na resposta inflamatória decorrente de injúria pancreática / Antimicrobial peptides, also called AMPs, are 12-50 amino acids molecules that have antimicrobial and immunoregulatory properties. AMPs are produced mainly in epithelial cells, and participate in the homeostasis of the intestinal barrier. Acute pancreatitis (AP) is a disease with high mortality and morbidity and presents a worst outcome when bacterial translocation occurs to the intestinal epithelium and to the bloodstream. Bacterial translocation occurs mainly due to the failure of the intestinal barrier. In the elderly, AP has a worst prognosis, but the mechanisms that justify that higher severity, compared to the young, are poorly understood. The objective of this work is to study the gene expression levels of antimicrobial peptides ?-defensins 5 and 7 and the cathelicidin CRAMP in young and elderly rats submitted to acute pancreatitis. Young and old rats received a taurocholic acid 2.5% injection in the pancreatic ductus and after twelve hours, were sacrificed. 1cm of the terminal ileum was collected for detection of AMPs gene expression levels. In addition, RT-PCR was performed to detect TNF-alfa and IL-10 mRNA levels. Using Milliplex technique, serum levels of IFN-gamma, IP-10, IL-10, IL-6, IL-18, TNF-alfa, IL-1beta and Leptin were measured. As a result, we detected significant higher mRNA levels of alfa-defensins 5 and 7 in the elderly (pancreatitis group). CRAMP gene expression was not significantly different between groups. TNF-alfa gene expression levels was significantly higher in old rats (pancreatitis group). Any difference in the cytokines serum levels could be detected when old and young rats in the pancreatitis groups were compared. We conclude that AMPs may play a pivotal role in the development of acute pancreatic injury

O carrapato bovino Rhipicephalus (Boophilus) microplus é o principal vetor da riquétsia Anaplasma marginale, o agente etiológico da anaplasmose, uma doença que acomete os rebanhos e causa sérios prejuízos econômicos à pecuária no Brasil. Estabelecemos em nosso laboratório o cultivo da linhagem de células BME26 que são originárias do R. (B.) microplus e também a infecção dessas células por A. marginale, um patógeno que é naturalmente transmitido pelo carrapato. Detectamos que a expressão gênica da defensina e da ixodidina nas células é aumentada frente à infecção por A. marginale, embora nenhuma alteração da expressão gênica da microplusina foi constatada. As células foram expostas a microorganismos inativados por calor e LPS, sendo que a expressão gênica da microplusina é aumentada frente a todos os estímulos. Na exposição das células BME26 com a bactéria Microccocus luteus, a expressão gênica da defensina e da ixodidina não foi alterada e no estimulo com leveduras a expressão gênica da ixodidina foi reprimida. Frente à infecção por A. marginale detectamos, aumento expressão da defensina e ixodidina. Os genes da microplusina e defensina foram silenciadas por RNAi em células infectadas por A. marginale, mas não houve alteração no número de riquétsias / The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is the main vector of the rickettsia Anaplasma marginale, the etiological agent of anaplasmosis, a disease that affects cattle and causes serious economic losses to the Brazilian cattle industry. We established in our laboratory the embryonic cell culture line BME26 from R. (B.) microplus and infection by A. marginale, a pathogen naturally transmitted by R. (B.) microplus. We verified that defensin and ixodidin gene expression increased in these cells after an infection by A. marginale and no alteration in microplusin gene expression was detected. The BME26 cells were exposed to heat-inactivated microorganims or to LPS, microplusin gene expression increased after all stimuli. After exposure of BME26 cells to Micrococcus luteus, expression levels of defensin and ixodidin did not change and ixodidin gene expression reduced after exposure of these cells to yeast. In the infection by A. marginale we detected defensin and ixodidin gene expression. Also, microplusin and defensin genes were silenced by RNA interference (RNAi) in A. marginale-infected BME26 cells, but we did not observe alteration in the number of MSP4 rickettsias

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:32Z : No. of bitstreams: 1 Publico-00399a.pdf: 1787027 bytes, checksum: 6cb684251c1894e3685b611ace5c9056 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:32Z : No. of bitstreams: 2 Publico-00399a.pdf: 1787027 bytes, checksum: 6cb684251c1894e3685b611ace5c9056 (MD5) Publico-00399b.pdf: 1285455 bytes, checksum: 52050426f68cebcd4b7e00081ce49a38 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:32Z : No. of bitstreams: 3 Publico-00399a.pdf: 1787027 bytes, checksum: 6cb684251c1894e3685b611ace5c9056 (MD5) Publico-00399b.pdf: 1285455 bytes, checksum: 52050426f68cebcd4b7e00081ce49a38 (MD5) Publico-00399c.pdf: 2029206 bytes, checksum: 480bbfb2deea834d9cc92a52def4805e (MD5) / A gomesina (Gm) é um potente peptídeo antimicrobiano catiônico. Este peptídeo e seu análogo linear [Ser2,6,11,15]-Gm, com menor atividade lítica, foram sintetizados pela metodologia da fase sólida, empregando-se a estratégia t-Boc. Neste estudo, investigamos a interação da Gm e da [Ser2,6,11,15]-Gm com vesículas unilamelares gigantes (GUVs), compostas por membranas lipídicas de POPC ou POPC/POPG, através de microscopias óticas de contraste de fase e fluorescência. As análises se dividiram em duas diferentes partes. Na primeira, observou-se o efeito da injeção de uma solução peptídica, com micropipeta, na vizinhança das GUVs. Como resultado da interação peptídeo/lipídio, as GUVs foram desestabilizadas e romperam-se rapidamente, sem observação de formação de poros estáveis durante todo o experimento. Nos estudos controles, em ausência de peptídeo, as GUVs não romperam de forma espontânea. Peptídeos marcados com a sonda fluorescente rodamina (Rh) foram injetados e mostram que a Gm primeiramente acumula-se na superfície da vesícula, na qual, então, pequenas partículas de alto-contraste são formadas e ocorre, eventualmente, a destruição das GUVs. Este fato leva-nos a especular que a Gm rompe as membranas via modo carpete. Na segunda parte, uma solução contendo GUVs foi misturada a crescentes concentrações peptídicas para quantificação da ação lítica destes peptídeos em vesículas de diferentes composições lipídicas. O efeito de atividade lítica observado foi maior que 90% em baixas concentrações tanto de Gm quanto de [Ser2,6,11,15]-Gm em GUVs compostas de POPC, lipídio eletricamente neutro, e de uma mistura de POPG, negativamente carregados, a POPC em diferentes proporções. Estudos conformacionais foram feitos por duas técnicas espectroscópicas distintas: dicroísmo circular (CD) e fluorescência. A Gm e seu análogo linear aparentemente interagiram com as cargas negativas de SDS nas concentrações acima e abaixo da CMC. Os espectros de CD da [Ser2,6,11,15]-Gm em água apresentaram uma banda fortemente negativa em 198 nm, indicando tratar-se de uma estrutura desordenada, como esperado para peptídeos livres em solução, e não de uma dobra beta como apresentada pela Gm. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que ambos os peptídeos analisados interagem com vesículas compostas por fosfolipídios e induzem o vazamento de seu conteúdo interno dependentemente da carga de membrana destas, o que corrobora estudos prévios que sugerem que as interações eletrostáticas com a bicamada lipídica dos micro-organismos representam um importante papel no mecanismo de ação da Gm. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Submitted by Rafaela Magalhães Tavares null (rafaelarmt@yahoo.com.br) on 2016-04-19T11:40:30Z No. of bitstreams: 1 RAFAELA MAGALHAES TAVARES - DISSERTAÇÃO.pdf: 2642568 bytes, checksum: d735adb9c5a571ebaf0a5f7274658a8b (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-26T12:34:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tavares_rm_me_sjrp.pdf: 2642568 bytes, checksum: d735adb9c5a571ebaf0a5f7274658a8b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tavares_rm_me_sjrp.pdf: 2642568 bytes, checksum: d735adb9c5a571ebaf0a5f7274658a8b (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos últimos anos, o interesse por estudar peptídeos com atividade antimicrobiana e anticâncer tem aumentado consideravelmente. Neste trabalho, direcionamos nossos estudos para os peptídeos antimicrobianos da classe dos matoparanos extraídos do veneno da vespa social Polybia paulista: o Polybia-MP III (MP-III), Polybia-MP I (MP-I) e seu sintético análogo, o Asn2-Polybia-MP I (NMP-I). Com o objetivo de estudar a interação desses peptídeos com um modelo de membrana composta por lipídeos do tipo POPC (Palmitoil-Oleil-Fosfatidil-Colina) em solução aquosa, realizamos dois tipos de simulações de Dinâmica Molecular (DM). Primeiramente, foram realizadas simulações no equilíbrio com a finalidade de amostrar o comportamento geral do sistema. Em seguida, para investigarmos especificamente o processo de adsorção do peptídeo à bicamada, realizamos simulações de DM com a utilização do método Adaptive Biasing Force (ABF), o que nos permitiu calcular o perfil de energia livre desse processo. Dentre os três peptídeos estudados, o que mais se destacou com relação a sua interação com o modelo de membrana, na simulação no equilíbrio, foi o peptídeo MP-I, por ser o único a se adsorver na bicamada com 200ns de simulação. Com a utilização do método ABF, verificamos que a posição mais estável para cada peptídeo é a posição na qual estes estão paralelos à face da bicamada, com a face hidrofóbica de cada peptídeo voltada para o interior da membrana, e a face hidrofílica voltada para o meio aquoso. Além disso, os resíduos hidrofílicos estão em contato com o grupo polar dos fosfolipídeos e com a água, e o resíduo de triptofano encontra-se posicionado na interface hidrofóbica/hidrofílica. Os resultados obtidos na simulação no equilíbrio para o peptídeo MP-I, que foi o único a se adsorver na bicamada, estão de acordo com os resultados obtidos pelo método ABF, e ambos concordam com resultados experimentais da literatura. / In recent years, interest in studying peptides with antimicrobial and anti-cancer activity has increased considerably. In this study, we focus our studies on antimicrobial peptides of the mastoparans class extracted from the venom of the social wasp Polybia paulista: the Polybia-MP III (MP III), Polybia-MP I (MP-I) and its synthetic analogue, the Asn2-Polybia-MP I (NMP-I). In order to study the interaction of these peptides with a model of membrane composed of POPC (Palmitoyl-Oleoyl-Phosphatidyl-Choline) lipids type in aqueous solution, we conducted two types of molecular dynamics simulations (MD). At first, a balance system simulation was performed in order to get a sampling of the general behavior of the system. Then, to investigate the adsorption of the peptide to the bilayer, MD simulations using Adaptive Biasing Force (ABF) method was performed, which allowed us to calculate the free energy profile of this process. Among the three studied peptides, the MP-I peptide was the one that stood out related to its interaction with the membrane model, in the simulation on balance, for being the one to adsorb the bilayer with simulation of 200ns. Using the ABF method, we verified that the most stable position for each peptide is the position in which they are parallel to the surface of the bilayer with the hydrophobic side of each peptide facing into the membrane, and the hydrophilic side facing the aqueous solution. In addition, the hydrophilic residues are in contact with the polar group of the phospholipid and water, and the tryptophan residue is positioned on the hydrophobic/hydrophilic interface. The results of the simulation in balance for the MP-I peptide, which was the only adsorbed in the bilayer, are in agreement with the results obtained by the method ABF, and both agree with experimental results in the literature.

Submitted by Laura Marise de Freitas (lfmarise@gmail.com) on 2018-09-10T15:39:23Z No. of bitstreams: 1 Tese_Laura Marise de Freitas_versão final.pdf: 4709989 bytes, checksum: 2a6883e17e7a9640be4de2033a6a9cc5 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Irani Coito null (irani@fcfar.unesp.br) on 2018-09-14T14:54:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 freitas_lm_dr_arafcf_par.pdf: 5388332 bytes, checksum: fe6fd07679b403b891b076d6d97abd54 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T14:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 freitas_lm_dr_arafcf_par.pdf: 5388332 bytes, checksum: fe6fd07679b403b891b076d6d97abd54 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nos últimos anos, a Organização Mundial da Saúde vem alertando que a era pós-antibióticos é uma ameaça cada vez mais real. Além da resistência individual das células bacterianas, essas podem se tornar ainda mais tolerantes aos agentes antimicrobianos ao crescerem em biofilmes. A maior tolerância aos antibióticos observada nos biofilmes baseia-se principalmente na proteção das bactérias pela matriz polimérica extracelular autoproduzida, e nos diversos fenótipos de crescimento encontrados na estrutura, que podem ser refratários à ação os fármacos convencionais. Nesse cenário de crescente e disseminada resistência a antimicrobianos, a busca por novos fármacos e terapias alternativas se tornou crucial, especialmente aqueles que sejam capazes de eliminar os microrganismos resistentes, impedir o desenvolvimento de novas formas de resistência, e serem ativos contra biofilmes. A terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT, do inglês antimicrobial photodynamic therapy) e os peptídeos antimicrobianos (PAM) ganham destaque nesse contexto, em especial para o tratamento de infecções localizadas. Entretanto, ambas as abordagens apresentam limitações terapêuticas quando empregadas individualmente. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos e mecanismos da combinação dos PAMs aureína 1.2 (AU) e seu dímero (AU)2K com a aPDT mediada pelos fotossensibilizadores (FS) azul de metileno (AM), clorina-e6 (Ce6) ou curcumina (CUR), usando como modelo a bactéria Enterococcus faecalis, em fase planctônica e biofilme. O dímero (AU)2K não apresentou atividade antibacteriana em fase planctônica, sendo a parte inicial do estudo conduzida, então, apenas com o monômero. Os resultados mostram que a combinação da aPDT com AU se provou capaz de eliminar E. faecalis, in vitro, com baixas concentrações de FS e peptídeo e menores doses de luz, em comparação às monoterapias. O efeito sinérgico foi observado apenas quando a AU foi associada à aPDT mediada por AM ou Ce6, não sendo encontrada vantagem na terapia combinada quando o FS era CUR, revelando um mecanismo dependente do FS. O efeito sinérgico entre AU e AM-PDT foi resultado de uma maior penetração do FS na bactéria em presença do peptídeo, ao passo que o efeito sinérgico entre AU e Ce6-PDT se deu por uma interação entre as moléculas que levou a uma maior instabilidade da membrana plasmática. O tratamento combinado também foi eficaz contra diferentes cepas, incluindo a eliminação completa de uma cepa de Enterococcus faecium resistente à vancomicina, um resultado sem precedentes. O protocolo de terapia combinada foi testado quanto à sua capacidade de inibir a formação de biofilme de E. faecalis. Embora não apresente atividade contra bactérias em fase planctônica, o dímero (AU)2K foi incluído nos estudos com biofilmes, mostrando alta capacidade de impedir a fase inicial do desenvolvimento dos biofilmes, tanto sozinho quanto combinado à aPDT. O monômero (AU) também apresentou atividade significativa para impedir que E. faecalis forme biofilme, particularmente quando combinado à Ce6-PDT. Outras espécies bacterianas também foram avaliadas, sendo os protocolos de combinação capazes de impedir a formação de biofilme por todas elas de forma significativa. Tomados em conjunto, os resultados obtidos neste estudo revelam que a combinação de aPDT com um PAM pode provocar a morte bacteriana com concentrações mínimas de FS e PAM e baixas doses de luz, o que, por sua vez, minimizaria os efeitos adversos no tecido do hospedeiro. Além disso, a capacidade de inibir a formação de biofilme por parte dessa abordagem demonstra seu potencial para impedir o estabelecimento de infecções crônicas, fortemente relacionadas a biofilmes microbianos. Essa abordagem sinérgica tem o potencial de eliminar infecções localizadas e, ao mesmo tempo, minimizar o uso de antimicrobianos sistêmicos e impedir o desenvolvimento de novos perfis de resistência. / In the past few years, the World Health Organization has been warning that the post-antibiotic era is an increasingly real threat. In addition to the individual resistance of bacterial cells, they may be even more tolerant to antimicrobial agents by growing in biofilms. The higher tolerance to antibiotics observed in biofilms is mainly based on the protection of bacteria by the self-produced extracellular polymeric matrix, and in the various growth phenotypes found in the structure, which may be refractory to the action of conventional drugs. In this scenario of increasing and widespread antimicrobial resistance, the search for new drugs and alternative therapies has become crucial, especially for those that are capable of eliminating resistant microorganisms, preventing the development of new forms of resistance, and are active against biofilms. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) and antimicrobial peptides (AMP) are highlighted in this context, especially for the treatment of localized infections. However, both approaches have therapeutic limitations when used individually. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effects and mechanisms of the combination of the AMPs aurein 1.2 (AU) and its dimer (AU)2K with aPDT mediated by the photosensitizers (PS) methylene blue (MB), chlorine-e6 (Ce6) or curcumin CUR), using the bacteria Enterococcus faecalis as a model, in planktonic phase and biofilm. The dimer (AU)2K did not present antibacterial activity in planktonic phase, so the initial part of the study was conducted only with the monomer. The results show that the combination of aPDT with AU proved to be able to eliminate E. faecalis, in vitro, with low concentrations of PS and peptide and lower light doses, compared to the monotherapies. The synergistic effect was observed only when AU was associated with MB or Ce6-mediated aPDT, and no advantage was found in the combination therapy when the PS was CUR, revealing a PS-dependent mechanism. The synergistic effect between AU and MB-PDT was a result of a greater penetration of the PS in the bacterium in the presence of the peptide, whereas the synergistic effect between AU and Ce6-PDT was due to an interaction between the molecules that led to greater instability of the plasmatic membrane. The combination treatment was also effective against different strains, including a complete elimination of a strain of vancomycin-resistant Enterococcus faecium, an unprecedented result. The combination therapy protocol was tested for its ability to inhibit E. faecalis biofilm formation. Although it did not present activity against planktonic bacteria, the (AU)2K dimer was included in the biofilm studies, showing high capacity to prevent the initial phase of biofilm development, both alone and combined with aPDT. The monomer AU also showed significant activity to prevent E. faecalis from forming biofilm, particularly when combined with Ce6-PDT. Other bacterial species were also evaluated, and the combination protocols were able to prevent biofilm formation by all of them in a significant way. Taken together, the results obtained in this study reveal that the combination of aPDT with an AMP can lead to bacterial death with minimal concentrations of PS and AMP and low light doses, which in turn would minimize adverse effects on host tissue. In addition, the ability of this approach in inhibiting the formation of biofilms reveals its potential to prevent the establishment of chronic infections, strongly related to microbial biofilms. This synergistic approach has the potential to resolve localized infections while minimizing the use of systemic antimicrobials and preventing the development of new resistance profiles. / 2014/24581-5 / 2016/18378-8

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-27T14:21:32Z No. of bitstreams: 1 osmarnascimentosilva.pdf: 5346948 bytes, checksum: c6c4bb9eae4172e04c4553f57d4e27d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-27T15:15:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 osmarnascimentosilva.pdf: 5346948 bytes, checksum: c6c4bb9eae4172e04c4553f57d4e27d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T15:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 osmarnascimentosilva.pdf: 5346948 bytes, checksum: c6c4bb9eae4172e04c4553f57d4e27d0 (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o aumento na incidência de infecções resistentes a múltiplos antibióticos, existe hoje um grande interesse pelos peptídeos antimicrobianos (PAMs) como modelos para a produção de novos antibióticos. Os PAMs são mediadores multifuncionais da resposta imune inata, com atividade antibacteriana direta. O uso de PAMs como agentes terapêuticos tem algumas limitações, como a estabilidade, a toxicidade e alta massa molecular. Apesar dessas limitações, eles apresentam propriedades compensatórias, como imunomodulatória e antitumoral bem como a capacidade de inibir β-lactamases. O desenho racional de PAMs tem sido usado para gerar análogos com atividade melhorada. No presente trabalho avaliamos a atividade antibacteriana in vitro e in vivo da clavanina A e através da modificação incremental criamos dois análogos dos peptídeos mostoparano-L e clavanina A (clavanina-MO e mastoparanoMO),além disso, utilizamos o desenho racional de peptídeos para a criação de dois inibidores de β-lactamase (dBLIPs 1 e 2). A clavanina A mostrou se eficiente na eliminação de S. aureus em um modelo de infecção de ferida e impediu o início da sepse e, assim, reduziu a mortalidade de camundongos infectados em um modelo de infecção bacteriana sistêmica. A clavanina-MO e mastoparano-MO impediram o crescimento de bactérias planctônicas e levaram à erradicação de biofilmes bacterianos maduros. Os peptídeos modificados mostram-se promissores como agentes terapêuticos contra infecções bacterianas sistêmicas e biofilmes causadas por uma variedade de bactérias. dBLIP-1 e dBLIP-2 em combinação com antibióticos convencionais foram eficazes na eliminação de Escherichia coli e Staphylococcus aureus que expressam β-lactamases em um modelo murino de infecção sistêmica. dBLIPs 1 e 2 fornecem pistas para superar a resistência à base de β-lactamase. / With the increased incidence of multiple antibiotic resistant infections, there is huge interesting in antimicrobial peptides (AMPs) as templates to produce novel antibiotics. The AMPs are multifunctional mediators of innate immune response with direct antibacterial activities. Nevertheless, the use of AMPs as therapeutic agents has certain limitations such as stability, toxicity and high molecular mass. Despite such limitations, they show additional properties such as antitumor and immunomodulatory as well as the ability to inhibit β-lactamases. Furthermore, the rational AMPs design has been used to produce analogues with improved activity. In the present study, we utilized the rational AMPs design for generation of two β-lactamase inhibitors (dBLIPs 1 and 2) and through two incremental modification created analogues of clavanin A and mostoparan-L (clavanin-MO and mastoparan-MO respectively) peptides. Both inhibitors in combination with conventional antibiotics were effective for control of Staphylococcus aureus and Escherichia coli expressing β-lactamase in a murine model of systemic infection. dBLIPs 1 and 2 provide clues to overcome resistance to β-lactamase base. The clavanin-MO and mastoparan-MO prevented the growth of planktonic bacteria, leading to the mature biofilm eradication of pathogenic Gram-negative and -positive. The clavanina-MO and mastoparan-MO are promising therapeutic agents against systemic infections and bacterial biofilms caused by a wide bacterial variety.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-10-05T13:55:43Z No. of bitstreams: 1 joaosuendermoreira.pdf: 2727096 bytes, checksum: 15959d5ff7f375e41f8c2bc20e5308fe (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-10-05T13:58:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joaosuendermoreira.pdf: 2727096 bytes, checksum: 15959d5ff7f375e41f8c2bc20e5308fe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T13:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joaosuendermoreira.pdf: 2727096 bytes, checksum: 15959d5ff7f375e41f8c2bc20e5308fe (MD5) Previous issue date: 2009-03-12 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Um dos principais problemas mundiais na agricultura está diretamente relacionado às enormes perdas na produção causada por fungos fitopatogenicos, onde sua infecção nas culturas se dá desde o plantio até a pós- colheita. O fungo Botrytis cinerea, causador do mofo cinzento em mais de 200 espécies de plantas é um grande problema no agronegócio em todo o mundo. O uso de fungicidas é o principal método de controle em plantas, enquanto os resultados obtidos de imediato e a facilidade de aplicação justificam o seu uso. No entanto, o uso contínuo de fungicidas pode promover a seleção de fungos resistentes além de causar a contaminação de ecossistemas. Com o objetivo de encontrar uma solução para esse problema, diversos estudos tem se concentrado na busca de novas alternativas de controle, como por exemplo, as proteínas de plantas com atividades antifúngicas (AFPs). Nesse sentido, uma seleção de peptídeos antimicrobianos de flores, folhas e sementes de espécies do gênero Lippia bem como o isolamento de peptídeos antifúngicos de flores de Lippia sidoides foi o objetivo desse trabalho. Neste trabalho, a purificação e identificação de dois novos peptídeos de aproximadamente 10 kDa e 15 kDa de flores de Alecrim-pimenta (Lippia sidoides) foi descrito. As flores de L. sidoides, depois de secadas em estufa a 25o por cinco dias, foram submetidas à extração de proteínas com solução de HCl 0,1% e NaCl 0,6M, seguido por precipitação com sulfato de amônia (100%). Após a precipitação, o extrato foi dialisado contra água destilada (cut off 1,0 kDa) e liofilizado. A fração rica foi aplicada em cromatografia hidrofóbica Octyl-sepharose, seguida por cromatografia de fase-reversa de HPLC (Vydac C18-TP). Bioensaios com EB, e fração PR in vitro indicaram a inibição do crescimento do fungo Botrytis cinerea. As sequências N-terminal, obtidas por degradação de Edman, seguidas por alinhamento indicam que esses dois peptídeos podem ser classificados com proteínas R NBS-LRR. Esta descoberta pode contribuir, futuramente, para o desenvolvimento de produtos biotecnológicos como drogas antifúngicas e plantas transgênicas com resistência elevada a fungos patogênicos. / One of the major global issues in agriculture could be directly related to the severe production crop losses caused by phytopathogenic fungi, especially when infection affects post-harvest cultures. In this view, the fungus Botrytis cinerea is able to cause gray mold in more than 200 species of plants, being considered a major problem for the agribusiness. The use of fungicides is a primary fungi control method in plants, due to velocity and facility of application. However, the continuous use of fungicides may promote the selection of resistant fungi and also the ecosystems contamination. Aiming to find different solutions to this problem, several studies have focused on the search for new alternatives to fungi control, such as plant proteins with antifungal activities (AFPs). In this view, a selection of antimicrobial peptides from flowers, leaves and seeds from Lippia genus and further isolation of antifungal peptides from Lippia sidoides flowers was focused in this work. In this work, the purification and identification of two novel peptides of approximately 10 kDa and 15 kDa from flowers of rosemary-pepper (L. sidoides) was described. L. sidoides flowers were oven dried at 25 oC for 5 days, following protein extraction with a solution containing 0.1% HCl 0.6 M NaCl, and further ammonium sulfate precipitation (100%). After precipitation the extract was dialyzed against distilled water (cut off 1.0 kDa) and lyophilized. The rich fraction was applied onto an Octyl-Sepharose hydrophobic chromatography, followed by HPLC reversed-phase chromatography (Vydac C18-TP). Bioassays using crude extract and in vitro PR fraction indicated the inhibition of Botrytis cinerea growth. N-termini sequences, obtained by the Edman degradation, followed by alignment indicate that these two peptides can be classified as NBS-LRR R proteins. This discovery may help in a near future to the development of biotechnology products such as antifungal drugs and transgenic plants with enhanced resistance to fungal pathogens.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_debora_scopel.pdf: 765310 bytes, checksum: dc0bea20bd4a62c37e4145ef858b7894 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / The development and use of drugs with the ability to prevent or strike an infection are indispensable for human and animal health. However, the antiviral drug arsenal is still small and has serious use restrictions, like small activity range, limited therapeutic usage and several degrees of cytotoxicity. The objective of this work was to evaluate the antiviral activity of an antibacterial peptide isolated from the intestinal contents of the fish Piau-com-pinta (Leporinus sp.), named P34. Its cytotoxicity was analyzed in different cell lineages, in order to evaluate its antiviral activity. This study was performed against viruses with different phenotypical and genotypical features like: canine adenovirus type 2 (CAV-2), canine coronavirus (CCoV), canine distemper virus (CDV), canine parvovirus type 2 (CPV-2), equine arteritis virus (EAV), equine influenza virus (EIV), feline calicivirus (FCV) and feline herpesvirus type 1 (FHV-1). It was observed antiviral activity, in vitro, against EAV and FHV-1, both enveloped viruses, with RNA e DNA genomes, respectively. A virucidal effect was observed when P34 was incubated for different periods of time with EAV at 37 °C. Transmission electronic microscopy analysis suggests that the peptide P34 binds and promotes lesions to the viral envelope. The peptide P34 does not have virucidal activity against FHV-1 and although its mechanism of action is not completely elucidated, it is possible to suppose that P34 interferes in the adsorption process of FHV-1. Thus, the peptide P34 may represent an antimicrobial substance with potential application in the prevention and treatment of viral infections caused by FHV-1 and EAV. / O desenvolvimento e o uso de fármacos antivirais capazes de prevenir ou combater uma infecção são imprescindíveis para a saúde do homem e dos animais. Entretanto, o arsenal de fármacos antivirais permanece pequeno e apresenta graves restrições de uso, tais como reduzido espectro de atividade, utilidade terapêutica limitada e vários graus de toxicidade. O objetivo desse trabalho foi avaliar atividade antiviral de um peptídeo antibacteriano isolado do conteúdo intestinal do peixe Piau-com-pinta (Leporinus sp.), denominado P34. Sua citotoxicidade foi determinada em diferentes linhagens celulares, visando posterior avaliação da atividade antiviral. Foram realizados ensaios antivirais frente a vírus com diferentes características genotípicas e fenotípicas: adenovírus canino tipo 2 (CAV-2), coronavírus canino (CCoV), vírus da cinomose canina (CDV), parvovírus canino tipo 2 (CPV-2), vírus da arterite equina (EAV), vírus da influenza equina (EIV), calicivírus felino (FCV) e herpesvírus felino tipo 1 (FHV-1). Foi observada ação antiviral, in vitro, contra EAV e FHV-1, ambos vírus envelopados, com genomas RNA e DNA, respectivamente. Foi observado efeito virucida, contra o EAV, quando o P34 foi incubado por diferentes períodos a 37 °C. A análise por microscopia eletrônica de transmissão sugere que o peptídeo P34 faz ligação e promove lesão do envelope viral. O P34 não possui atividade virucida contra o FHV-1 e embora o mecanismo de ação não tenha sido completamente elucidado, é possível supor que o P34 interfira no processo de adsorção do FHV-1. Dessa maneira, o peptídeo P34 pode representar uma substância com potencial aplicação na prevenção e tratamento das infecções pelo FHV-1 e pelo EAV.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6412.pdf: 14036212 bytes, checksum: dc6e90045bca1050bc9fd76f94f1f30a (MD5) Previous issue date: 2014-06-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The increase in the production of antimicrobial metabolites by Paenibacillus polymyxa RNC-D was appraised through the study of cultivation variables. Two process variables, namely the glucose and inoculum concentrations, were evaluated in different levels (5 to 40 g/l, and 2.5% to 5.0% v/v, respectively), and their effects on biomass formation, minimal inhibitory concentration (MIC) against Escherichia coli and surface tension reduction (STR) were studied. The fermentation process was firstly carried out using non-optimized parameters, where the dependent variables biomass, MIC and STR reached the values of 0.6 g/l, 1.000,0 μg/ml and 18.4 mN/m, respectively. The optimum glucose (16 g/l) and inoculum concentrations (5.0% v/v) were defined in order to maximize the biomass formation, with low value of MIC and large STR of extract. Under these conditions, a biomass of 2.76 g/l, MIC of 15.8 μg/ml, and STR of 14.58 mN/m were predicted by the model. Data attained by experiments using optimized settings showed the following values: biomass 2.05 g/l; MIC 31.2 μg/ml; STR 10.7 mN/m. Thus, the percentage of improvement for each target response was: biomass 241.6%; MIC 96.88%; STR 41.85%. It was found that high concentrations of glucose substrate, although reflected in an increase in bacterial biomass, inhibited the microbial secondary metabolism, resulting in a low production of biomolecules associated with high values of MICs. Thus, initial concentrations of glucose and inoculum are shown as variables of strong influence in the production of antimicrobial metabolites by P. polymyxa RNC-D. Through the methods of experimental factorial design and surfaceresponse followed by graphical optimization it was possible to determine the optimum operating condition to achieve both maximum biomass and RTS as well as and lowest possible values of CIM. The validity of the proposed model was verified and confirmed. This is the first study on the optimization of culture conditions for the production of antimicrobial metabolites by P. polymyxa RNC-D, and constitutes an important step in the development of strategies to modulate the production of antimicrobial molecules by this microorganism in elevated levels. Novel antimicrobial compounds were isolated from the fermentation broth of P. polymyxa RNC-D, here named total extract (TE). It was possible to verify the presence of lipopeptide and peptide active compounds through enzymatic assays made with ET. Total extract was subjected to a two-phase system, resulting in lipopeptide extract (LPE) and aqueous fraction (AF). According to the results of bioassays, LPE has broad-spectrum activity against Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi. The mass spectrometry analysis of PLA revealed the existence of a novel compound that was named polycerradin. The purification of a novel antimicrobial peptide (AMP) from the AF was carried out by using chromatography. The compound was active against Gram-negative bacteria. Nterminal analysis determined the amino acid sequence, as well as MS / MS analysis confirmed the primary structure of this new compound. This research reports firstly the production of PAM PpRNCD that has an unusual amino acid in its constitution. It is an unprecedented fact considering the bacterial specie P. polymyxa. In terms of molecule size, PAM PpRNCD can be considered one of the smallest active natural peptide reported to date. It was also possible to isolate from FA the depsipeptides IL-F04a (m/z 883), LI-F04b (m/z 897), LI-F03a (m/z 947) and LI-F03b (m/z 961) previously described in the literature. The photoluminescence study of the LPE, TE, AF in both at room temperature (RT) and low temperature (T = 8K) was performed. In addition, this technique was applied to evaluate the action of the ELP on Staphylococcus aureus ATCC 29213, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Escherichia coli ATCC 29212, Shigella sonnei ATCC 1578 and Candida albicans ATCC 10231 in two different situations: (a) immediately after mixing LPE with the bacterial and fungus cell suspension, and (b) after thirty minutes. The photoluminescence emission was collected by a triple spectrometer (three diffraction gratings) T64000 model from Jobin Yvon, equipped with an optical microscope. For the detection of the radiation emitted by the sample we used a CCD camera (charge coupled device) cooled by liquid nitrogen. The slits of the spectrometer were adjusted to produce a spectral resolution of the order of 10-4 nm. The excitation source used was the line of 457 nm (violet) from an argon laser. The behaviors here observed indicate a strong potential for applications in biosensors as well as molecular markers. / Através do estudo de variáveis do cultivo pretendeu-se aumentar a produção de metabólitos antimicrobianos por Paenibacillus polymyxa RNC-D. Duas variáveis do processo - glicose e concentração de inóculo - foram avaliadas em diferentes níveis e seus efeitos na formação de biomassa, concentração inibitória mínima (CIM) contra Escherichia coli e redução na tensão superficial (RTS) foram estudados. Utilizando parâmetros não-otimizados as variáveis dependentes biomassa, CIM e RTS atingiram valores de 0,6 g/l, 1.000,0 μg/ml e 18,4 mN/m, respectivamente. As concentrações ótimas de glicose (16 g/l) e inóculo (5,0% v/v) foram definidas no sentido de maximizar a formação de biomassa e RTS do extrato, bem como diminuir o valor de CIM do extrato. Experimentalmente 2,05 g/l de biomassa; 31,2 μg/ml de CIM e 10,7 mN/m de RTS foram obtidos sob condições otimizadas. Foi constatado que altas concentrações do substrato glicose, embora refletissem em aumento de biomassa bacteriana, inibiram o metabolismo secundário microbiano, resultando em baixa produção de biomoléculas associada a altos valores de CIM. Através dos métodos de design fatorial experimental e superfície-resposta seguidos por otimização gráfica foi possível determinar a condição operacional ótima das concentrações iniciais de glicose e inóculo, as quais se demonstraram como variáveis de grande influência na produção de metabólitos antimicrobianos por P. polymyxa RNC-D. O extrato total (ET), proveniente do caldo de fermentação de P. polymyxa RNC-D, foi utilizado para pesquisa e isolamento de novos compostos antimicrobianos. Através de ensaios enzimáticos feitos com ET foi possível verificar a natureza lipopeptídica e peptídica dos compostos antimicrobianos. O ET foi submetido a um sistema de duas fases, separandose então em extrato lipopeptídico (ELP) e fração aquosa (FA). Resultados de bioensaios revelaram que o ELP apresenta amplo espectro de atividade contra bactérias Grampositivas, Gram-negativas e fungo. A análise por espectrometria de massas de ELP revelou a presença de um composto peptídico inédito o qual foi denominado polycerradin. A partir da fração aquosa (FA) foi possível a purificação de um novo peptídeo antimicrobiano (PAM) através de etapas cromatográficas. A bioatividade do composto foi avaliada e confirmada frente às bactérias Gram-negativas. A determinação da sequência de aminoácidos foi realizada por análise do N-terminal, e a confirmação da estrutura primária deste novo composto foi feita por MS/MS. O presente estudo relata pela primeira vez a produção do PAM PpRNCD que possui um aminoácido não usual em sua constituição, relato primeiramente aqui descrito considerando-se a espécie bacteriana P. polymyxa. Em termos de tamanho de molécula, pode-se considerar que o PAM PpRNCD é um dos menores peptídeos naturais ativos relatados até o momento. Utilizando-se a FA também foi possível o isolamento dos depsipeptídeos LI-F04a (m/z 883), LI-F04b (m/z 897), LI-F03a (m/z 947) e LI-F03b (m/z 961) previamente descritos na literatura. O estudo da fotoluminescência do ELP, do ET e da FA foi realizado tanto em temperatura ambiente (RT) quanto em baixa temperatura (T=8K). Também se estudou, através desta técnica, a ação do ELP sobre as bactérias Staphylococcus aureus ATCC 29213, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Escherichia coli ATCC 29212, Shigella sonnei ATCC 1578 e fungo Candida albicans ATCC 10231 em duas situações: (a) imediatamente após a mistura do ELP com a suspensão celular bacteriana, e (b) trinta minutos após a mistura. Detectou-se emissão fotoluminescente por ELP, ET e FA, e sinais de Raman a λ 699 nm (FA a baixa temperatura). Decorridos 30 min da mistura do ELP com as suspensões celulares microbianas houve alteração na emissão fotoluminescente, sendo que alguns sinais foram suprimidos (λ 470, 480 e 700 nm para S. sonnei, por exemplo). Isto evidencia a potencial aplicação destas frações (ELP, ET e FA) para a fabricação de sensores, detectores e marcadores moleculares.