CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS SINTÉTICOS CON ACTIVIDAD ANTIFÚNGICA DERIVADOS DEL INVERTEBRADO MARINO CENCHRITIS MURICATUS (GASTROPODA: LITTORINIDAE)

Resumen

Antecedentes: Los péptidos antimicrobianos forman parte de la inmunidad innata de vertebrados e invertebrados contra el reto de microorganismos invasores entre los cuales los hongos constituyen un capítulo pendiente en la terapia anti- infecciosa debido a la escasez de antifúngicos convencionales, desarrollo de resistencia y su toxicidad inherente. Los invertebrados marinos además de estar sometidos al reto de los microorganismos propios de su ambiente, reciben la influencia de los desechos humanos con la consiguiente carga de microorganismos patógenos al hombre y fauna asociada. Teniendo en cuenta la inducibilidad de los péptidos antimicrobianos y la extraordinaria diversidad de estos organismos en muestras costas resultó interesante investigar, en ellos, la presencia de esas moléculas antimicrobianas. Problema que se ha resuelto según objetivos propuestos: Se ha identificado un péptido con actividad antifúngica in vitro con perpectivas en la terapia anti- infecciosa. Resultados: De un total de 15 especies muestreadas de la zona costera de La Habana, los correspondientes extractos fueron evaluados para actividad antimicrobiana y el molusco Revista Anales de la Academia de Ciencias de Cuba Vol. 7 No. 1 3 Cenchritis muricatus (Gastropoda: Littorinidae) fue seleccionado por su amplio espectro de actividad y por la relativa facilidad de su colecta en la costa. El péptido sintético hidrofílico Cm-p5 (SRSELIVHQRLF) fue derivado bioinformáticamente a partir del péptido Cm- p1 cuya secuencia que fue obtenida a partir de un fragmento tríptico de una fracción cromatográfica del extracto total del molusco. Cm-p5 presentó un incremento significativo en su actividad fungistática contra al patógeno humano Candida albicans con una concentración mínima inhibitoria de 10 µg/mL y la mitad de la concentración máxima efectiva de 1.146 µg/mL mientras demostró muy baja toxicidad frente a células de mamíferos. Cm-p5 fue caracterizado estructuralmente mediante Dicroismo Circular y Resonancia Magnética Nuclear que revelaron una estructura en alfa–hélice en condiciones membrano-miméticas y una tendencia a estructura aleatoria en solución acuosa. Estudios con modelaje molecular in silico asociaron a Cmp5 a la fosfatidilserina abundante en membrana plasmática de hongos. Un estudio de calorimetría de titulación isotérmica utilizando fosfolípidos en monofases demostró que Cm-p5 tuvo una alta afinidad por fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina, solo moderada interacción con fosfatidilcolina, muy poca interacción con ergosterol y ninguna con la quitina. La adhesión de Cm-p5 conjugado a isotiocianato de fluoresceína a células vivas de C. albicans fue confirmada mediantes microscopía de fluorescencia. En un exigente modelo de candidiasis sistémica en ratón inducida por vía retro orbital, la administración intraperitoneal de Cm-p5 no fue capaz de disminuir la carga de C. albicans en riñón debido probablemente a un deficiente acceso del péptido al órgano, su baja anfipaticidad, su alta hidrofilicidad y susceptibilidad a proteólisis, para lo cual lo se considerarán modificaciones protectoras para favorecer su tránsito sistémico. Se ha informado sobre la actividad antimicrobiana de diferentes tipos de nanopartículas. Especialmente nanopartículas magnéticas se han explorado para aplicaciones biomédicas debido a sus propiedades físico-químicas. En este sentido nanopartículas de ferrita manganeso modificadas con ácido cítrico utilizadas han sido caracterizadas en este estudio por microscopía electrónica de alta resolución confirmando la formación de nanocristales de aproximadamente 5 nm de diámetro. Estas nanopartículas fueron capaces, intrínsecanmente, de inhibir in vitro el crecimiento de la levadura patógena Candida albican con una concentración mínima inhibitoria (MIC) de 250 µg/mL pero no inhibieron el crecimiento in vitro de la bacterias Gram-negativa Escherichia coli ni la bacteria Gram-positiva Staphylococcus aureus. Finalmente el péptido antifúngico Cm-p5 fue conjugado con las nanopartículas de ferrita manganeso modificadas con ácido cítrico mostrando una actividad anti Candida albicans superior a los componentes de la conjugación por separado. Este conjugado no exhibió toxicidad en una línea celular de macrófago in vitro a las concentraciones en en que mostró su actividad antifúngica. Cmp5 está siendo utilizado por el Centro de Productos Naturales de la UH para generar análogos más activos. La propuesta está apoyada por 6 artículos científicos principales (10 complementarios) en revistas de reconocido impacto internacional. Avales: Consejo Científico e institución, Facultad de Biología, UH, Cuba; Universidad Católica de Brasilia, Brasil; Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología, Cuba; Instituto Politécnico Nacional, CICATA_IPN, México, Centro de Productos Naturales, UH, Cuba; Universidad Médica de Harvard, Boston, EEUU; Instituto de Bioquímica de las Plantas, Halle, Alemania.