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Release of immunomodulatory peptides at bacterial membrane interfaces as a novel strategy to fight microorganisms.
Viana de Freitas, Thiago; Karmakar, Utsa; Vasconcelos, Andreanne G; Santos, Michele A; Oliveira do Vale Lira, Bianca; Costa, Samuel Ribeiro; Barbosa, Eder Alves; Cardozo-Fh, José; Correa, Rafael; Ribeiro, Dalila J S; Prates, Maura Vianna; Magalhães, Kelly G; Soller Ramada, Marcelo Henrique; Roberto de Souza Almeida Leite, José; Bloch, Carlos; Lima de Oliveira, Aline; Vendrell, Marc; Brand, Guilherme Dotto.
Affiliation
  • Viana de Freitas T; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Síntese e Análise de Biomoléculas, LSAB, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Karmakar U; Centre for Inflammation Research, The University of Edinburgh, Edinburgh, UK.
  • Vasconcelos AG; Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Núcleo de Pesquisa em Morfologia e Imunologia Aplicada, NuPMIA, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Santos MA; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Síntese e Análise de Biomoléculas, LSAB, Brasília, Distrito Federal, Brasil; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Ressonância Magnética Nuclear, LRMN, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Oliveira do Vale Lira B; Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brasil; Programa de Pós-Graduação em Gerontologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Costa SR; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Síntese e Análise de Biomoléculas, LSAB, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Barbosa EA; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Síntese e Análise de Biomoléculas, LSAB, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Cardozo-Fh J; Laboratório de Espectrometria de Massa, LEM, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Correa R; Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Laboratório de Imunologia e Inflamação, LIMI, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Ribeiro DJS; Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Laboratório de Imunologia e Inflamação, LIMI, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Prates MV; Laboratório de Espectrometria de Massa, LEM, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Magalhães KG; Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Laboratório de Imunologia e Inflamação, LIMI, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Soller Ramada MH; Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brasil; Programa de Pós-Graduação em Gerontologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Roberto de Souza Almeida Leite J; Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Núcleo de Pesquisa em Morfologia e Imunologia Aplicada, NuPMIA, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Bloch C; Laboratório de Espectrometria de Massa, LEM, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Lima de Oliveira A; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Ressonância Magnética Nuclear, LRMN, Brasília, Distrito Federal, Brasil.
  • Vendrell M; Centre for Inflammation Research, The University of Edinburgh, Edinburgh, UK.
  • Brand GD; Universidade de Brasília, Instituto de Química, Laboratório de Síntese e Análise de Biomoléculas, LSAB, Brasília, Distrito Federal, Brasil. Electronic address: gdbrand@unb.br.
J Biol Chem ; 299(4): 103056, 2023 04.
Article in En | MEDLINE | ID: mdl-36822328
Cationic and amphiphilic peptides can be used as homing devices to accumulate conjugated antibiotics to bacteria-enriched sites and promote efficient microbial killing. However, just as important as tackling bacterial infections, is the modulation of the immune response in this complex microenvironment. In the present report, we designed a peptide chimaera called Chim2, formed by a membrane-active module, an enzyme hydrolysis site and a formyl peptide receptor 2 (FPR2) agonist. This molecule was designed to adsorb onto bacterial membranes, promote their lysis, and upon hydrolysis by local enzymes, release the FPR2 agonist sequence for activation and recruitment of immune cells. We synthesized the isolated peptide modules of Chim2 and characterized their biological activities independently and as a single polypeptide chain. We conducted antimicrobial assays, along with other tests aiming at the analyses of the cellular and immunological responses. In addition, assays using vesicles as models of eukaryotic and prokaryotic membranes were conducted and solution structures of Chim2 were generated by 1H NMR. Chim2 is antimicrobial, adsorbs preferentially to negatively charged vesicles while adopting an α-helix structure and exposes its disorganized tail to the solvent, which facilitates hydrolysis by tryptase-like enzymes, allowing the release of the FPR2 agonist fragment. This fragment was shown to induce accumulation of the cellular activation marker, lipid bodies, in mouse macrophages and the release of immunomodulatory interleukins. In conclusion, these data demonstrate that peptides with antimicrobial and immunomodulatory activities can be considered for further development as drugs.
Subject(s)
Key words

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Main subject: Receptors, Formyl Peptide / Anti-Infective Agents Limits: Animals Language: En Journal: J Biol Chem Year: 2023 Type: Article Affiliation country: Brazil

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Main subject: Receptors, Formyl Peptide / Anti-Infective Agents Limits: Animals Language: En Journal: J Biol Chem Year: 2023 Type: Article Affiliation country: Brazil