Evaluación de la actividad antibiopelícula de péptidos sintéticos análogos a catelicidina humana LL-37 en aislamientos clínicos de Staphylococcus spp. en Bogotá Colombia

Abstract

En este trabajo, se diseñaron con ayuda de herramientas bioinformáticas cuatro secuencias análogas a la catelicidina humana LL-37, (LL37-1, LL37-2, LL37-3 y LL37-4) con el fin de probar su actividad anti-biopelícula en aislamientos clínicos de Staphylococcus spp, caracterizadas genotípica (identificación de los genes operón IcaRADBC) y fenotípicamente (formación de biopelícula y perfil de resistencia). Los péptidos fueron sintetizados usando la estrategia de Fmoc, se purificaron por RP-HPLC y se caracterizaron por espectrometría de masas MALDI-TOF MS. Los ensayos in vitro de la actividad antibiopelícula por cabina de flujo continuo celular muestran que una concentración de 5 µM fue suficiente para inhibir la formación de biopelícula de Staphylococcus spp; mientras que, en ensayos estáticos por cristal violeta se necesitó una concentración entre 25-50 µM. Además se evaluó el posible efecto deletreo de las secuencias peptídicas mediante la liberación de la enzima Lactato Deshidrogenasa (LDH) en células humanas y su actividad hemolítica. Según los resultados de citotoxicidad, a una concentración de 6,125 µM se presentó un nulo efecto hemolítico, incluso a concentraciones elevadas de (100 µM) y un bajo porcentaje de citotoxicidad (menor al 10%) en PBMCs. Por lo anterior, el uso de péptidos análogos de la catelicidina representa una alternativa promisoria para tratar infecciones asociadas a la biopelícula.

Abstract. In this work, four sequences analogous to human cathelicidin LL-37 (LL37-1, LL37- 2, LL37-3 and LL37-4) were designed with the help of bioinformatic tools in order to test their anti-biofilm activity in Clinical isolates of Staphylococcus spp, characterized genotypic (identification of genes operon IcaRADBC) and phenotypically (biofilm formation and resistance profile). Peptides were synthesized using the Fmoc strategy, purified by RP-HPLC and characterized by MALDI-TOF MS mass spectrometry. In vitro assays of the antibiotic activity by continuous cell flow showed that a concentration of 5 μM was sufficient to inhibit the biofilm formation of Staphylococcus spp; while in static crystal violet tests a concentration between 25-50 μM was required. In addition, the possible spelling effect of the peptide sequences was evaluated by the release of the enzyme Lactate Dehydrogenase (LDH) in human cells and their hemolytic activity. According to the cytotoxicity results, at a concentration of 6,125 μM there was no hemolytic effect, even at high concentrations of (100 μM) and a low percentage of cytotoxicity (less than 10%) in PBMCs. Therefore, the use of analogous peptides of cathelicidine represents a promising alternative to treat infections associated with the biofilm.