Avaliação da atividade antibacteriana e imunomodulatória de ciclotídeos

Abstract

A pele é o maior e o mais exposto órgão do corpo humano. Embora seja extremamente eficaz na proteção contra intempéries do ambiente externo, infecções na pele são comuns, podendo ser causadas por bactérias, fungos ou vírus. A principal bactéria associada à infecção cutânea consiste na Staphylococcus aureus. Embora a maioria das infecções possa ser facilmente tratada, outras não apresentam a mesma facilidade. Isto tem sido observado especialmente em infecções adquiridas em feridas cirúrgicas, que são o tipo de infecção hospitalar mais comum e uma importante causa de morbidade e mortalidade. Essas infecções cada vez mais vêm sendo ocasionadas por patógenos resistentes aos tratamentos convencionais enfatizando a importância de se identificar novas terapias antimicrobianas mais eficazes. Peptídeos antimicrobianos (PAMs) têm emergido como um novo grupo promissor para serem avaliados na intervenção terapêutica de doenças infecciosas. Dentre os PAMs se destacam os ciclotídeos que são peptídeos cíclicos isolados inicialmente de plantas que possuem em sua estrutura seis resíduos de cisteína altamente conservados, que formam três pontes de dissulfeto interligadas. Essa estrutura faz com que estes peptídeos sejam altamente estáveis e tem atraído um interesse como modelos baseados em peptídeos para aplicações de concepção de drogas. Aqui os ciclotídeos CyO2, KB1 e KB2 foram avaliados com o objetivo de caracterizar suas atividades citotóxica, imunomodulatória e antiestafilocócica in vitro e in vivo em um modelo de infecção subcutânea. Nos ensaios in vitro foi observado que os ciclotídeos não apresentaram atividade citotóxica para os monócitos RAW 264.7 e apresentaram atividade antiestafilocócica variando de forte (CyO2 e KB2) a moderada (KB1). Nos ensaios de avaliação da atividade imunomodulatória, a citocina TNF-α apresentou variação significativa somente nos grupos tratados com CyO2, onde os níveis desta citocina foram reduzidos. Nos ensaios in vivo, os ciclotídeos reduziram significativamente a carga bacteriana total corroborando com a atividade antiestafilocócica in vitro. Além disso, o ciclotídeo KB2 induziu a um aumento na secreção de TNF local na maior concentração testada (3,0 mg.kg-1). Em conclusão, os ciclotídeos CyO2, KB1 e KB2 podem constituir uma nova alternativa terapêutica para o tratamento local de infecções, sendo necessários mais estudos para avaliar a aplicabilidade destes PAMs. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The skin is the largest and the most exposed organ of the human body. While it is extremely effective in protecting against external environment setbacks, skin infections are common and may be caused by bacteria, fungi or virus. The main bacterium associated with skin infection is Staphylococcus aureus. Although the majority of infections can be easily treated, others did not demonstrate the same facility. This could occurs, especially in infections acquired in surgical wounds, which are the most common hospital-acquired infections and are major cause of morbidity and mortality. These infections are increasingly caused by pathogens resistant to conventional treatments, which emphasizes the importance of identifying new and more effective antimicrobial therapies. Antimicrobial peptides (AMPs) have emerged as a promising new therapy to be evaluated in the treatment of infectious diseases. Among the AMPs, the cyclotides have been focused, being cyclic peptides originally isolated from plants sources, showing six highly conservated cysteine residues in their structure, which form three interconnected disulfide bonds. This structure produced highly stable peptides and has attracted interest as a peptide-based model for drugs designing. Here the cyclotides CyO2, KB1 and KB2 were evaluated in order to characterize their cytotoxic, immunomodulatory and antistaphylococcal activities in vitro and in vivo by using in a model of subcutaneous infection. In vitro essays showed no cytotoxicity activity to RAW 264.7 monocytes with all cyclotides. Otherwise antistaphylococcal activities ranging from strong (CyO2 and KB2) to moderate (KB1) were also observed. In trials evaluating the immunomodulatory activity, the cytokine TNF-α showed a significant variation only in groups treated with CyO2, where cytokine levels were reduced. At in vivo assays, the cyclotides significantly reduced the total bacterial load corroborating with the in vitro antistaphylococcal activity. Furthermore, the KB2 cyclotide induced an increase in local TNF secretion at the highest concentration tested (3.0 mg.kg-1). In conclusion, the cyclotides CyO2, KB1 and KB2 could represent a novel therapeutic approach for the local treatment of infections, more studies being needed to evaluate the applicability of these AMPs.