Identificação e avaliação da atividade antimicrobiana de um novo peptídeo isolado da peçonha da vespa social Polybia dimorpha contra bactérias multirresistentes

Abstract

O surgimento de bactérias resistentes pode ser observado desde a introdução na prática clínica, dos primeiros agentes antimicrobianos. Desde então, a rápida disseminação destes patógenos multirresistentes tem representado uma séria ameaça, considerando-se fatores como as altas taxas de mortalidade, a restrição de tratamentos e a alta prevalência de bactérias resistentes aos antimicrobianos no ambiente hospitalar. Até o momento, são considerados, pela comunidade científica internacional, patógenos multirresistentes causadores de infecções/colonizações relacionadas à assistência em saúde: Enterococcus spp resistente aos glicopeptídeos, Staphylococcus spp.resistente ou com sensibilidade intermediária a vancomicina, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii, e Enterobactérias resistentes a carbapenêmicos (ertapenem, meropenem ou imipenem), destacando-se entre estas a Klebsiella pneumoniae e as espécies de Enterobacter,spp. Os peptídeos antimicrobianos (PAM), são capazes de exercer uma atividade antimicrobiana potente contra diferentes e numerosos micro-organismos, além da grande vantagem de não apresentar nenhuma toxicidade às células animais, ou uma toxicidade extremamente baixa. Neste contexto, o estudo de peptídeos isolados da peçonha de artrópodes peçonhentos tem apresentado um grande potencial.Vespas sociais produzem peptídeos com atividade muito superior, até dezoito vezes maior, que espécies solitárias, os quais agem como barreira inicial contra a invasão microbiana das colônias. A peçonha de vespas sociais é constituída por uma variedade de compostos bioativos, com diversas ações farmacológicas, entre elas a antimicrobiana. Neste trabalho foi feita uma avaliação da atividade antimicrobiana de um novo peptídeo isolado da peçonha da vespa social Polybia dimorpha, em testes de inibição do crescimento bacteriano de cepas sensíveis e multirresitentes, gram negativas e gram positivas, por metodologia de disco difusão e microdiluição em caldo, comparando os resultados aos do desempenho de antimicrobianos convencionais utilizados na última linha de tratamento de infecções graves. Isolou-se um peptídeo de pequeno tamanho, de cadeia linear, que demonstrou potente atividade antimicrobiana contra bactérias gram positivas e gram negativas. O peptídeo descrito nesta pesquisa apresenta atividade contra bactérias padrão, conhecidamente sensíveis aos antibióticos comerciais, não portadoras de genes de resistência, e também sobre cepas multirresistentes, nestas últimas em concentrações inferiores a 1μg/mL. A capacidade de inibição do crescimento bacteriano foi maior e mais potente nas cepas com expressão de elaborados mecanismos de resistência. O estudo da peçonha de vespas tem proporcionado uma gama de novos compostos, com ações farmacológicas diferenciadas e que podem ser utilizados como fármacos modelo para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The emerging of multi-drug resistant bacteria can be observed since the introduction of clinical practice of the first antimicrobial agents. Ever since, the rapid spread of these multi-drug resistant pathogens is representing a serious threat, considering factors such as high rates of mortality, treatment restrictions and high prevalence of multi-drug resistant bacteria into the hospital environment. Nowadays, the scientific community considers as multi-drug resistant, the pathogens which are able to cause infections/colonizations related to health assistance: glycopeptides resistant Enterococcus spp; vancomycin resistant or reduced susceptibility Staphylococcus spp; Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii and carbapenem-resistant enterobacterias (ertapenem, imipenem or meropenem), among those, highlighting Klebsiella pneumoniae and Enterobacter spp. The antimicrobial peptides (PAM) are capable of produce a powerful antimicrobial activity against different and various microorganisms, also presenting the great advantage of having no toxicity consequences to animal cells, or an extremely low toxicity. In this sense, the study of those peptides isolated from the venom of poisonous arthropods has shown a great potencial. Social wasps can produce peptides with a much higher superiority, up to eighteen times more, than lonely species, which act as an initial barrier against microbial invasion of the colonies. The venom of social wasps comprises a variety of bioactive compounds, with many pharmacologic actions, including antimicrobial. In this study, an evaluation of the antimicrobial activity of a new peptide isolated from the venom of the social wasp Polybia dimorpha was made, with bacterial inhibition of growth tests using strains of multi-drug resistant gram-negative and gram-positive bacteria, by disk-diffusion and microdilution methodology, comparing the results with the performance from conventional antimicrobial used in the last line treatment for severe infections. An small-sized, straight chained peptide was isolated, demonstrating a powerful antimicrobial activity against both gram-negative and gram-positive bacteria. The described peptide in this research represented activity against standard strains (noncarriers of multi-resistance genes), recognizably sensible against commercialized antimicrobials, and also against multi-drug resistant strains, at concentrations less than 1μg/mL. The bacterial growth inhibition capacity was greater and more powerful in the strains representing more elaborated resistance mechanism expression. The study of the wasps venom is providing a series of new compounds, with differentiated pharmacology actions which can be used as model drugs for the development of new antimicrobials.