Síntese e estudos de sistemas de bioencapsulação associados a peptídeos antimicrobianos miméticos da toxina natural CcdB

Abstract

The new technologies, like synthetic peptides, for the development new drugs is a promising in biotechnology. Peptides with antibiotic properties, from Intracellular toxins produced by systems of post-segregational killer (PSK) in bacteria such as CcdB are recent examples of this strategy. Promising results have been obtained with respect to inhibition of the activity of the bacterial enzyme DNA gyrase and topoisomerase IV by toxins antimicrobial peptide derivatives that can be seen through in vitro assays such as electrophoresis in agarose gel. However, drugs formed by peptide structures, based on bacterial toxins, have been shown serious problems in therapeutic application due to their poor solubility and low biological membrane permeabilization. The aim of this study is the development and enhancement of nanostructured systems (liposomes) that allows the encapsulation of analogues peptides based on CcdB toxin and its consequent bacterial translocation in the cytosol, allowing them to reach their cellular targets, which are bacterial enzymes DNA gyrase and topoisomerase IV. Liposomes of the SUV type (Small unilamellar vesicles) of 100 nm diameter were prepared by extrusion and evaporation technique by varying the chemical composition of their formulations.Thus, we evaluated the encapsulation efficiency of the peptides through techniques of high performance liquid chromatography (HPLC) and UV-Vis spectroscopy and fluorescence. After efficiency of encapsulation tests the liposomes containing the peptides have been tested for growth inhibition in a liquid medium to different bacterial species. The results showed that the efficiency values for the analog CdBSG-2 were between 62 and 75% and the CcdBET-2 analogue values were between 52 and 71% Furthermore, the results of bacterial growth inhibition tests showed liposomal system that is effective, to inhibit 82% of gram positive Staphylococcus aureus...

O uso de novas tecnologias como, por exemplo, peptídeos sintéticos para o desenvolvimento de novas drogas é uma estratégia promissora no campo da biotecnologia. Peptídeos com efeito antimicrobiano derivados de toxinas bacterianas intracelulares, produzidas por sistemas de morte pós-segregacional (PKS) tais como CcdB são exemplos dessa estratégia. Resultados promissores têm sido obtidos em relação à inibição da atividade das enzimas bacterianas topoisomerase IV e DNA girase por derivados peptídicos de toxinas antimicrobianas, isto pode ser visto através de ensaios in vitro, como eletroforese em gel de agarose. Porém, drogas com estrutura peptídica derivadas de toxinas bacterianas apresentam sérios problemas na aplicação terapêutica, pois, têm baixa solubilidade e difícil permeabilidade em membranas bacterianas. Portanto, o objetivo desse estudo consiste no desenvolvimento e aprimoramento de sistemas nanoestruturados (lipossomas) que permita a encapsulação de análogos peptídicos da toxina CcdB e sua consequente translocação no citosol bacteriano, permitindo que os mesmos atinjam seus alvos celulares, que são as enzimas bacterianas DNA girase e Topoisomerase IV. Lipossomas do tipo SUV (Small unilamellar vesicles) de 100 nm de diâmetro, foram preparados pela técnica de extrusão e evaporação variando-se a composição química de suas formulações. Desta forma, foi avaliada a eficiência de encapsulação dos peptídeos através de técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e espectroscopia de UV-Vis e fluorescência. Após testes de eficiência de encapsulação, os lipossomas contendo os análogos peptídicos da toxina CcdB encapsulados, foram submetidos a ensaio de inibição de crescimento em meio líquido para diferentes espécies bacterianas. Os resultados mostraram que os valores de eficiência para o análogo CdBSG-2 ficaram entre 62 e 75% e...