popularyzatorski opis rezultatów projektu
Transkrypt
popularyzatorski opis rezultatów projektu
Nr wniosku: 200874, nr raportu: 19995. Kierownik (z rap.): prof. dr hab. Robert Bucki Kationowe peptydy przeciwbakteryjne CAPs (ang. Cationic Antibacterial Peptides) charakteryzują się ewolucyjnie wypracowanym mechanizmem działania przeciwdrobnoustrojowego i wynikającym z niego szerokim spektrum aktywności bakterio- i grzybobójczej. Do grupy głównych peptydów przeciwbakteryjnych w organizmie człowieka należą: defensyny, histatyny, granulizyny, dermcydyny oraz katelicydyna LL-37. U zdrowego człowieka, CAPs stanowią stały komponent osłony organizmu. W następstwie zakażeń drobnoustrojami lub uszkodzenia tkanek dochodzi do nasilenia produkcji i wydzielania tych cząsteczek przez m.in. przez komórki nabłonkowe oraz komórki krwi. Ich mechanizm działania zdeterminowany jest ich strukturą chemiczną, która nadaje im charakter amfipatyczny. Dzięki powyższemu podczas interakcji cząsteczki peptydu z komórką patogenu dochodzi do zmiany organizacji lipidów w błonie plazmatycznej drobnoustroju prowadząc do jego śmierci. Badania wykazały, iż obecność wielkocząsteczkowych polianionów w miejscu infekcji powoduje dezaktywacje CAPs, stąd też niezwykle istotnym jest poszukiwanie ich chemicznych analogów zachowujących aktywność w obecności powyższych związków tj. w środowisku imitującym miejsce infekcji. W ramach projektu przeprowadzono szereg doświadczeń obejmujących badania fizykochemiczne oraz biologiczne celem oceny potencjału wykorzystania ceragenin jako nowych analogów CAPs (Ryc. 1A). Dla powyższych cząsteczek oceniono aktywność przeciwdrobnoustrojową uwzględniając w tym aktywność w stosunku do hiperwirulentnego szczepu P. aeruginosa LESB 58 (Ryc. 1B). Dokonano także oceny efektywności bójczej badanych cząsteczek w obecności polianionów w tym bakteriofaga Pf1 (Ryc. 1C). Wykorzystując mikroskopię AFM dokonano analizy komórek bakteryjnych przed i po traktowaniu przedstawicielem CAPs (katelicydyną LL-37) oraz analogiem cerageniną CSA-13, potwierdzając błonowy mechanizm działania CSA. Przeprowadzone badania wykazały, iż proponowane analogi CAPs – cerageniny charakteryzuje zwiększona Ryc. 1. Struktura i właściwości biologiczne analogów CAPs. efektywność bójcza w stosunku do badanych szczepów bakterii w Struktura ceragenin (A). Aktywność katelicydyny LL-37 oraz CSA-13 i CSA131 w stosunku do P. aeruginosa LESB 58 (B) bez i w obecności Pf1 (C). porównaniu do naturalnie występującej Komórki P. aeruginosa przed (D) i po traktowaniu LL-37 (E) i CSA-13 (F). katelicydyny LL-37. Dodatkowo zaobserwowano, iż obecność naładowanych ujemnie związków wielkocząsteczkowych nie wpływa na aktywność bójczą ceragenin, w związku z czym są one atrakcyjnymi kandydatami do opracowania nowych metod prewencji oraz terapii tych zakażeń. Dane epidemiologiczne wskazują, iż liczba infekcji powodowanych przez szczepy bakterii opornych stale narasta przez co pożądanymi są badania nad nowymi czynnikami przeciwbakteryjnymi. Niewątpliwie przełomowym momentem w pozyskiwaniu nowych antybiotyków będzie opracowanie i produkcja cząsteczki, w stosunku do której bakterie nie będą w stanie wytworzyć oporności lub możliwość taka będzie wysoce ograniczona. Otrzymane wyniki zbliżają coraz bardziej chemiczne analogi CAPs do ich praktycznych zastosowań we współczesnej medycynie poprzez aplikacyjność na poziomie terapeutycznym w leczeniu zakażeń miejscowych oraz ogólnoustrojowych.