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Peptidos y proteinas antibioticos

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  • 2. PROTEÍNAS Y PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS: ¿Qué son?
  • 3. ADN -> ARN-> Proteína Proteína está hecha de aminoácidos (20 diferentes) Qué es un péptido PÉPTIDO: UNA PROTEÍNA O UN TROZO DE PROTEÍNA PEQUEÑO
  • 5. Inducción de actividad microbicida en la hemolinfa de la larva de la mosca de la carne (Phormia terranovae) Cociancich et al,(1994) Parasitol. Today 10:132 Tiempo (h) 0 3 6 9 12 24 48 Actividad Bactericida (Zona de Inhibciión (mm)) 0 2 4 6 8 10 12 14 Bacteria Injury Control
  • 6. Inmunidad innata Inmunidad antígeno específica Preservación de los péptidos antibióticos en la evolución
  • 7. Qué tiempo requieren los anticuerpos para “aparecer”? Escherichia coli se divide cada 20 min Los anticuerpos tardan en aparecer con memoria: 3 días . E.coli se ha duplicado: 288 veces El número de bacterias que habría en 3 días : 2 288 ~ 5 x1086 500 x 1000 x1000 x1000 x1000 x1000 x 1000 x1000 x1000 x1000 x1000 X 1000 x1000 x1000 x1000 x1000 x 1000 x1000 x1000 x1000 x1000 X 1000 x1000 x1000 x1000 x1000 x 1000 x1000 x1000
  • 8. 106 proteínas y péptidos antibióticos Tipos: Constitutivos De inducción rápida Localización de los péptidos antimicrobianos
  • 9. LL-37 LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Péptidos a-helicoidales Ricos en un aminoácido específico Indolicidina. ILPWKWPWWPWRR-NH2 Péptidos circulares RTD-1 GFCRCLCR R R TC I CRCVG H ßD- 1 . DHYNCVSSGGQCLYSACPIFTKIQGTCYRGKAKCCK Péptidos cíclicos (disulfuro) Principales grupos de péptidos antibióticos
  • 10. Alta carga positiva Anfipaticidad Escasas modificaciones postraduccionales Codificados por genes Características comunes a los péptidos antibióticos
  • 12. Cómo es una membrana biológica
  • 13. Duelas de barril Tapizado Dos estados Poro Toroidal Agujero de gusano Principales modelos de permeabilización de membrana por PAM
  • 15. E.coli L. donovani 9.3 20 23.8 Fosfatidilinositol Fosfatidilserina Fosfatidilglicero Cardiolipina Ácido fosfatídico Hepatocito Fosfolípidos con carga negativa en la membr. plasmática (%)
  • 16. Citoplasma Medio Extracelular + + + + + + + + + + + + EUCARIOTAS SUPERIORES PROCARIOTAS EUCARIOTAS INFERIORES ¿CÉLULAS TUMORALES? ¿Cómo se enteran los péptidos de si es patógeno o célula propia?
  • 18. Comparación antibiótico clásico-Péptido antimicrobiano Antibiótico clásico Péptido Antimicrobiano
  • 19. -EL MECANISMO LETAL ES UNA INTERACCIÓN ESTEQUIOMÉTRICA, Y NO LA INHIBICIÓN DE UN SISTEMA BIOLÓGICO. - LA ESPECIFIDAD DE MEMBRANA IMPONE LÍMITES PARA EL DISEÑO DE AMPs ( > μM) -INDUCCIÓN DE RESISTENCIAS EXTREMADAMENTE ESCASA CONCLUSIONES -UN MISMO PÉPTIDO ANTIMICROBIANO ES POTENCIALMENTE ACTIVO FRENTE A UNA AMPLIA VARIEDAD DE PATÓGENOS.
  • 20. H Chu et al. Science 2012;337:477-481 Nano-redes (HD6)
  • 21. Entrada autopromovida de los PAMs en bacterias Gram- bacteria
  • 24. H2N COOH R1 Síntesis de Péptidos Un dipéptido requiere 6 reacciones químicas : H2N COOH R2 HN R1 Prot O Act HN COOH R1 Prot Protección del N-amino Activación del COOH Protección del COOH H2N R2 O O-Prot 1 2 3 4 5-6 Acoplamiento ( formación del enlace Peptídico) H2N NH COOH R1 O R2 HN N O-Prot R1 O R2 O Prot H Desprotección de amino y carboxilo
  • 25. Síntesis en fase sólida de péptidos. Modificaciones disponibles HN NH HN NH HN H2 C NH HN NH O O O O H2N O O NH2 O NH2 S O H3C CH3 O O HO OH OH OH O O Flu H3C O O O3P 2 Residuos D Fosforilación sulfatación lipidación glicosilación Residuos no-naturales Marcaje fluorescente Marcaje isotópico Bloqueo de extremos Isopéptido peptoides
  • 26. Bruce E. Merrifield Hans G. Boman David Andreu Péptido quimera
  • 27. KWKLFKKIEKVGQNIRDGIIKAGPAVAVVGQATQIAK-NH2 CECROPINA A MELITINA GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQ-NH2 CA(1-8)M(1-18) KWKLFKKI-GIGAVLKVLTTGLPALIS-NH2
  • 28. Actividad leishmanicida de CA(1-8)M(1-18) 0.5 μM 1.0 μM 2.0μM -3 -20 -40 -100 Tiempo (s) 0 100 200 300 Fluorescencia (u.a.) 0 2 4 6 Adición de Péptido Despolarización de la membrana plasmática Microscopía electrónica
  • 29. K+ K+ K+ K+ Na+ Distorsión de membrana -Cecropinas -Magaininas -Defensinas de mamíferos Diana intracelular Histatina -Buforin a -Pirrocorricina K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+
  • 30. Control 12 mM L-Hst5 3 mM Dhvar4 Histatina 5, un péptido antibiótico humano de la saliva actúa sobre la mitocondria de Leishmania L-Hst5 (DSHAKRHHGYKRKFHEKHHSHRGY)
  • 31. GSH TSH TSH GSH TSH TSH TSH SH HS HS SH S -S DIANA
  • 32. MILTEFOSINA (HEXADECILFOSFOCOLINA) -Desarrollada inicialmente como fármaco antitumoral -Primer fármaco oral con éxito frente a la Leishmaniasis -Carente de efectos secundarios graves -Efectiva contra la LV y la LC?? - Efectiva contra aislados resistentes a antimoniales . . . -Efectiva sobre otros patógenos : Acanthamoeba, hongos, T. cruzi O P O N O O Miltefosina (MT)
  • 33. LdmT y el transporte de Miltefosine Pérez-Victoria, F.J. Et al, 2006, Drug Resist Update ;9:26
  • 34. Miltefosina fluorescente (F.Amat, A.U.Acuña) 7.5 μM B-C11-MT WT R40 Hornillos, V et al. (2008) Bioorg. Med.Chem.Lett. 18, 6336
  • 35. Reactivo [mM] 0 5 10 15 20 25 30 Inhibición de la proliferación (% del control) 0 25 50 75 100 BODIPY-HePC HePC-BODIPY-S-S-Tat HePC-BODIPY-S-Tat Tat Tat + BODIPY-HePC Reversión de la nula incorporación de Miltefosine en R40 L.donovani promastigotes por conjugación a Tat 5 μM en MT-R40 L.donovani promastigotes. BODIPY-HePC HePC-BODIPY-SS-Tat HePC-BODIPY-S-Tat Luque-Ortega (2012)J Control Release. 161:835 Miltefosina Péptido Penetrante
  • 36. PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS: IMPORTANCIA y PATOLOGÍA INFECCIOSA
  • 38. PAMs y declive de poblaciones de anfibios
  • 39. Sapo arlequín de Limosa(Atelopus limosus), PAMs y declive de poblaciones de anfibios Batrachochytrium dendrobatidis
  • 40. Mycobacterium 1895.-Niels Finsen (Nobel, 1903) Vitamina D, TUBERCULOSIS y péptidos antimicrobianos
  • 41. Zasloff, M (2006) Nat.Med. 12, 389 CRAMP GFP-Salmonella Merge Rosenberger, C et al (2004) PNAS, 101,2422 Péptidos antimicrobianos y patógenos intracelulares
  • 42. Ileitis distal Colitis -Wnt defectuoso Menor nº de copias para hBD-2 - Mutación en NOD2 & hbD-3 -Diferenciación defectuosa de las células dePaneth -Bajo HD5& HD6 Bajo hBD-2 & hBD-3 Alta carga bacteriana 106-107 /g 1011-1012/g Incremento drástico de bacterias invasoras Microbiota anormal Estimulación inmune muy alta Inflamación
  • 43. Fallos en la inmunidad innata de la piel:psoriasis
  • 44. ¿DÓNDE SE BUSCAN NUEVOS PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS?
  • 45. PÉPTIDOS DE PROTEÍNAS ALIMENTARIAS : LACTOFERRINA BOVINA
  • 47. Los wallaby retrasan la aparición de su sistema inmune hasta 100 días postparto Dependencia exclusiva de la leche de la madre Identificación de la proteína AGG101
  • 49. Q-defensinas y retrociclina Péptido circular Presente en macacos pero no en los grandes monos Abundancia de pseudogenes
  • 50. Expresión de retrociclina en células humanas
  • 52. UTILIDAD DE LOS PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS
  • 53. Maggot therapy:an alternative for wound infection Dorothy Bonn The Lancet, (2000) 356, 1174
  • 54. ¿Puedo encontrar péptidos antimicrobianos en la farmacia? De origen bacteriano: Bacitracina, gramicidinas A-D yS, polimixina B, estreptogramina, teicoplanina y vancomicina.
  • 55. Nos-Barberá et al (1995) Cornea Queratitis experimental por Pseudomonas aeruginosa Control (-) Control(+) CA(1-7)M(2-9)
  • 56. EL INCREMENTO DE LA ESTABILIDAD METABÓLICA DE LOS PAES ES ESENCIAL PARA SU ACTIVIDAD Papo et al (2006) Cancer Res 66, 5371 D-K6L9 LKLLKKLLKKLLKLL-NH2,
  • 58. Patatas transgénicas con la defensina antifúngica. Infección con el hongo Verticillium dahliae
  • 60. Péptidos antimicrobianos como revestimiento en dispositivos clínicos
  • 61. Lupetti A et al, (2003) Trends biotechnol, 21, 70. Localización de focos infecciosos in vivo
  • 62. Qué hay en la cocina? -Prueba de concepto PAMs y PPCs en la quimioterapia de Leishmania - Permeabilización de membrana - Dianas intracelulares - Reversión de la resistencia por acumulación defectuosa de fármaco. -Biodisponibilidad: - Estabilidad metabólica - Lesiones cutáneas no-diseminadas Favorecer la accesibilidad del fármaco Permite uso de péptidos más agresivos. -Especificidad: -Péptido.- Incorporación de motivos de reconocimiento celular específicos Direccionamiento intracelular. - Molécula cargo: Explotar divergencia hospedero-parásito
  • 63. Y el Microbioma……. Selección de especies “benignas” Inductores de péptidos antimicrobianos Y llamáis a esto vivir?