Estudo dos mecanismos e caracteristicas estruturais que regulam a atividade antitumoral do peptideo antimicrobiano gomesina

A gomesina (Gm) e um potente peptideo antimicrobiano cationico e tambem apresenta citotoxicidade contra melanomas, leucemias e tumores do sistema nervoso. Neste trabalho foram sintetizados e estudados varios analogos da gomesina, [Ser2,6,11,15]-Gm, [Thr2,6,11,15]-Gm e [D-Thr2,6,11,15]-D-Gm, que foram desenhados para testar a influencia das pontes de dissulfeto e da quiralidade na atividade citotoxica contra celulas B16F10-Nex2 (B16). Ja os analogos, [D-Thr2,6,11,15, Pro9]-D-Gm e [Thr2,6,11,15, D-Pro9]-Gm, foram empregados para se avaliar a importancia da conformacao tridimensional. Para que a citometria de fluxo e a microscopia confocal pudessem ser utilizadas como ferramentas os peptideos foram marcados com as sondas rodamina e biotina. Foi mostrado que a Gm promove uma morte celular necrotica causada por formacao de poros na membrana apos ativar mecanismos celulares bem orquestrados. Os peptideos, [Ser2,6,11,15]-Gm e [Thr2,6,11,15, D-Pro9]-Gm, mostraram baixa citotoxicidade contra as celulas B16, baixa resistencia a degradacao e apos 24 horas de tratamento, estao presentes apenas em regioes proximas a membrana. Em contraste, o uso de D-aminoacidos para a sintese do peptideo [D-Thr2,6,11,15]-D-Gm conferiu resistencia a degradacao, aumentou a potencia citotoxica, e pode-se verificar a presenca desse peptideo espalhado pelo citosol das celulas tumorais. Os peptideos [D-Thr2,6,11,15, Pro9]-D-Gm e [Thr2,6,11,15, D-Pro9]-Gm que apresentam estrutura semelhante a Gm, porem sem formacao de pontes de dissulfeto, tambem se mostraram resistentes a degradacao, porem nao estavam presentes no citosol apos 24 horas de tratamento, sendo menos potentes que a Gm, porem mais eficientes que [Thr2,6,11,15]-Gm. Em adicao, o uso de cloroquina (um inibidor de proteases lisossomais) ou MβCD (causa a diminuicao de colesterol na membrana, aumentando sua fluidez) potencializaram o efeito dos peptideos. A ligacao na membrana e a internalizacao foram medidos, mas aparentemente nao sao fundamentais para o efeito citotoxico. Concluindo, foram verificas tres caracteristicas importantes para a atividade da Gm: capacidade de penetracao na celula, resistencia a degradacao e retencao intracelularBV UNIFESP: Teses e dissertaçõe

Uso De Peptídeos Antimicrobianos Contra O Câncer: Imunomodulação E Mecanismo De Morte Celular

Cancer is a heterogeneous disease and new therapies are necessaries to evade chemoresistance. Antimicrobial peptides (AMPs) are defense molecules found in different organisms, with antimicrobial activity, and possible antitumor capacity. Although these AMPs have homology in their sequence and structure, the biological activities are different according to the concentration and cell type. In this study, the results were divided into three sections: the first one demonstrated the immunomodulatory capacity of the gomesin peptide, which led to the increase of hematopoietic stem cells, decreased of myeloid progenitors, activation of macrophages, increase of interleukin 6 and monocyte chemotactic protein. In the second study, the cytotoxic capacity of different AMPs (gomesin, tachyplesin protegrin and polyphemusin) was demonstrated in leukemic cells; KG-1 lineage was the most resistant cell line due to the greater activity of multi drug resistance pumps, higher expression of autophagic genes and lower pro-apoptotic constitutive gene expression. In the third section, we evaluated the different mechanisms of cell death triggered by the AMPs (gomesin, tachyplesin protegrin and polyphemusin) in Hela lineage. Caspases activation occurred by all AMPs tested, but little activation of genes, associated with cell death, was observed. The mechanism of cell death of AMPs involves apoptotic characteristics, with reduction of the mitochondrial membrane potential and mitochondrial swelling with involvement of Ca2+ ion. Additionally, the balance between the activation and inhibition of pro-apoptotic, autophagic, survival and proliferation proteins helped to define the peptide potency. This work elucidates the importance of AMPs studies against cancer because they can modulate the immune system, besides promote cell death. These results can be used as base for development a new potent drug against this disease.O câncer é uma doença heterogênea e novas terapias são necessárias para evadir a quimioresistência. Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) são moléculas de defesa encontradas em diferentes organismos, com atividade antimicrobiana, e possível capacidade antitumoral. Embora estes PAMs possuam homologia em sua sequência e estrutura, as atividades biológicas divergem de acordo com o peptídeo e tipo celular. Neste estudo, dividiram-se os resultados em três trabalhos: no primeiro, demonstrou-se a capacidade imunomodulatória do peptídeo gomesina, que levou ao aumento das célulastronco hematopoéticas com diminuição de progenitores mielóides, ativação de macrófagos e aumento de interleucina 6 e da proteína quimiotática de monócito. No segundo trabalho, demonstrou-se a capacidade citotóxica de diferentes PAMs (gomesina, taquiplesina protegrina, polifemusina) em células leucêmicas, sendo a linhagem KG-1 a mais resistente devido à maior atividade das bombas de efluxo, que conferem resistência a drogas, maior expressão de genes autofágicos e menor expressão de genes próapoptóticos constitutivos. No terceiro trabalho avaliaram-se os diferentes mecanismos de morte celular desencadeados pelos PAMs (gomesina, taquiplesina protegrina e polifemusina) na linhagem tumoral Hela. Verificouse que todos os PAMs testados promoveram ativação de caspases, porém pouca ativação de genes associados com a morte celular foi observada. O mecanismo de morte celular dos PAMs envolve características apoptóticas com redução do potencial de membrana mitocondrial e com inchamento mitocondrial, envolvendo o íon Ca2+. Além disso, o balanço entre a ativação e inibição de proteínas pró-apoptóticas, autofágicas, de sobrevida e proliferação ajudam a definir a potencia dos peptídeos. Este trabalho elucida a importância do estudo dos PAMs contra o câncer, pois podem modular o sistema imune além de promover morte celular. Estes resultados podem num futuro servir de base para a síntese de quimioterápicos potentes contra esta doença.Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2017

Lonomia obliqua Envenoming and Innovative Research

As a tribute to Butantan Institute in its 120th anniversary, this review describes some of the scientific research efforts carried out in the study of Lonomia envenoming in Brazil, a country where accidents with caterpillars reach over 42,000 individuals per year (especially in South and Southeast Brazil). Thus, the promising data regarding the studies with Lonomia’s toxins contributed to the creation of new research centers specialized in toxinology based at Butantan Institute, as well as to the production of the antilonomic serum (ALS), actions which are in line with the Butantan Institute mission “to research, develop, manufacture, and provide products and services for the health of the population”. In addition, the study of the components of the Lonomia obliqua bristle extract led to the discovery of new molecules with peculiar properties, opening a field of knowledge that could lead to the development and innovation of new drugs aimed at cell regeneration and inflammatory diseases

Endocytosis and the Participation of Glycosaminoglycans Are Important to the Mechanism of Cell Death Induced by β-Hairpin Antimicrobial Peptides

The cytotoxic mode of action of four antimicrobial peptides (AMPs) (gomesin, tachyplesin, protegrin, and polyphemusin) against a HeLa cell tumor model is discussed. A study of cell death by AMP stimulation revealed some similarities, including annexin-V externalization, reduction of mitochondrial potential, insensitivity against inhibitors of cell death, and membrane permeabilization. Evaluation of signaling proteins and gene expression that control cell death revealed wide variation in the responses to AMPs. However, the ability to cross cell membranes emerged as an important characteristic of AMP-dependent cell death, where endocytosis mediated by dynamin is a common mechanism. Furthermore, the affinity between AMPs and glycosaminoglycans (GAGs) and GAG participation in the cytotoxicity of AMPs were verified. The results show that, despite their primary and secondary structure homology, these peptides present different modes of action, but endocytosis and GAG participation are an important and common mechanism of cytotoxicity for β-hairpin peptides