Diseño racional y validación in silico e in vitro de péptidos antimicrobianos sintéticos inspirados en proteomas de especies de la biodiversidad colombiana
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Resumen
La creciente resistencia de los microrganismos a los antibióticos y la baja eficacia de los antivirales representan una crisis de salud pública con un impacto significativo, estimándose que para 2050 esta problemática podría causar alrededor de 10 millones de muertes anuales. Ante esta situación, los péptidos antimicrobianos y antivirales han emergido como alternativas prometedoras debido a su alta especificidad y menor propensión a generar resistencia. Colombia por su biodiversidad ofrece un recurso valioso para la identificación de péptidos con potencial terapéutico. En este estudio, se utilizaron plataformas bioinformáticas para analizar el proteoma de 20 organismos, obteniendo 17,483,597 péptidos, de los cuales se seleccionaron ocho con alta predicción de actividad antimicrobiana (>95 %) y antiviral (>70 %), además de cumplir con parámetros favorables de bioseguridad y estabilidad biológica. Posteriormente, estos péptidos fueron optimizados mediante modificaciones estructurales para mejorar su estabilidad y bioseguridad. La validación in silico, mediante acoplamiento molecular con la proteína Spike del SARS-CoV-2, evidenció que los péptidos Vp-P1 y Pl-P4 establecen interacciones fuertes con el dominio viral, sugiriendo una posible inhibición de la entrada del virus en células huésped. Asimismo, los péptidos Pl-P4M y Am-P5 mostraron interacciones cercanas, estables y fuertes con la tríada catalítica del complejo NS2B-NS3 del virus del Dengue, indicando su potencial inhibitorio en el procesamiento de la poliproteína viral. Además, la evaluación in vitro contra microorganismos evidenció que siete de los diez péptidos presentaron actividad significativa (MIC <10 µM). Estos hallazgos resaltan su potencial para estudios preclínicos, reafirmando la importancia de las estrategias utilizadas en el desarrollo de nuevos compuestos contra patógenos de interés clínico.
Palabras clave: Biodiversidad, Péptidos, Antivirales, Antimicrobianos, Acoplamiento molecular . (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The increasing resistance of microorganisms to antibiotics and the low efficacy of antiviral drugs represent a public health crisis with significant impact. It is estimated that by 2050, this issue could
cause around ten million deaths annually. In response to this challenge, antimicrobial and antiviral peptides have emerged as promising alternatives due to their high specificity and lower propensity
to induce resistance. Colombia's biodiversity offers a valuable resource for the identification of peptides with therapeutic potential. In this study, bioinformatics platforms were used to analyze the proteome of 20 organisms, yielding 17,483,597 peptides, from which eight were selected based on highly predicted antimicrobial activity (>95%) and antiviral activity (>70%), as well as favorable biosafety and
biological stability parameters. These peptides were subsequently optimized through structural modifications to enhance their stability and biosafety. The in silico validation, performed via molecular docking with the SARS-CoV-2 Spike protein, revealed that the Vp-P1 and Pl-P4 peptides establish strong interactions with the viral domain, suggesting a potential inhibition of viral entry into host cells. Additionally, the Pl-P4M and Am-P5 peptides exhibited close, stable, and strong interactions with the catalytic triad of the NS2B-NS3 complex of the Dengue virus, indicating their inhibitory potential in viral polyprotein processing. Furthermore, in vitro evaluation against microorganisms demonstrated that seven out of ten peptidesexhibited significant activity (MIC <10 µM). These findings highlight their potential for preclinical studies, reaffirming the importance of the stra
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