Estudos de atividade antimicrobiana e de interação peptídeo-membrana de nanopartículas de alumina funcionalizadas com o peptídeo Lunatina-1

Abstract

À medida que mais patógenos desenvolvem resistência contra antibióticos de uso comum, torna-se cada vez mais necessário o desenvolvimento de novos agentes com ação fungicida e bactericida. Nesse contexto, peptídeos surgem como uma classe de moléculas promissoras e alternativas aos antibióticos convencionais. Por sua vez, nanopartículas de alumina apresentam toxicidade atenuada quando em contato com micro-organismos, sendo um material inorgânico valioso para a modificação com moléculas antimicrobianas, ampliando a perspectiva para novas aplicações biotecnológicas. Assim sendo, esta tese de doutorado apresenta a síntese de nanobioestruturas de alumina contendo diferentes formas de ligação do peptídeo antimicrobiano Lunatina-1. Inicialmente foram avaliadas as propriedades biológicas e de interação com membrana das nanobioestruturas ligando o peptídeo nas regiões N- e C-terminais. Para isso, foram sintetizados dois análogos da Lunatina-1 contendo uma tríade de alanina como espaçador e um resíduos de ácido glutâmico para ligação com a nanopartícula, denominados de Lun-AAAE (para ligação à nanopartícula próxima à região C-terminal – Lun-E-NP) e EAAA-Lun (para ligação próxima à região N-terminal - Lun-E-NP). Os dados biológicos e biofísicos de interação com membrana mostram que a ligação próxima à região N-terminal (NP-E-Lun) compromete a interação e atividade antimicrobiana do peptídeo, uma vez que a nanoestrutura Lun-E-NP apresenta os melhores resultados de atividade antibacteriana e de interação. A partir dessas observações, foi sintetizado outro análogo da Lunatina-1 para ligação à nanopartícula de alumina também na região C-terminal, porém por meio de uma reação de cicloadição catalisada por cobre. Para isto, substituiu-se o resíduo de ácido glutâmico da região C-terminal por resíduo de propargilglicina (Lun-AAAPra[G]) conectando NP-alumina e peptídeo através de um anel triazólico (Lun-(trz)-NP). Os resultados mostraram que a interação com a membrana é mantida em relação às Lun-E-NP e atividade antifúngica foi adquirida sendo superior à do Fluconazol, um potente antifúngico já muito utilizado contra duas cepas de fungos diferentes. As nanobioestruturas obtidas (Lun-E-NP, NP-E-Lun, Lun-(trz)-NP) foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia na região do infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear em fase sólida, medidas de Potencial Zeta e o conteúdo peptídico quantificado por espectroscopia de ultravioleta (UV). As análises biológicas foram realizadas por meio de ensaios de atividade antibacteriana contra cepas de Acinetobactéria, E. coli, P. aeruginosa e S. aureus, tempo de morte de S. aureus e ensaios antifúngicos contra C. krusei, C. parapsilosis e C. albicans. As análises de interação com membrana foram realizadas na presença vesículas fosfolipídicas de POPC:POPG (3:1, mol:mol) empregando medidas de titulação calorimétrica isotérmica (ITC), calorimetria exploratória diferencial (DSC), dicroísmo circular (CD) e parâmetros de ordem obtidos por RMN em fase sólida.