Seleção in silico de peptídeos análogos do veneno de tityus serrulatus (scorpionida) no combate ao biofilme bacteriano

Resumo

Introdução: A associação e comunicação entre bactérias permitem a formação de uma comunidade complexa bacteriana, denominada biofilme, capaz de aderir a diversas superfícies. Este tipo de comunidade compromete pacientes imunodeprimidos, já que as maiores partes dos casos de infecções em todo o mundo estão relacionadas a bactérias. Em vista disso, os peptídeos antimicrobianos (PAM’s) têm atraído a atenção de pesquisadores na busca de novas terapêuticas pelas suas características como quantidade pequena de resíduos, o que dificulta a detecção do sistema imune do microrganismo, o custo/benefício na síntese do mesmo, além de alta carga catiônica, o que promove a interação com o LPS (lipopolissacarideo) das membranas celulares de bactérias. Os PAM’s são amplamente distribuídos na natureza, sendo encontrados em organismos da ordem Scorpionida. A espécie de escorpião Tityus serrulatus tem sido objeto de estudo no desenvolvimento de PAM’s devido às propriedades bioquímicas e farmacológicas encontradas no mesmo. Nesta espécie se destaca alguns peptídeos antimicrobianos, tais com Ts-Ap1 e Ts-Ap2, ativos frente a células tumorais, fungos, biofilmes e bactérias. Objetivo: Diante do exposto, o presente estudo foi realizado por meio de desenho racional de peptídeo antimicrobiano bioinspirado na toxina TsAp-2 de T. serrulatus. Os quesitos para a seleção do peptídeo em questão foram carga catiônica +3, hidrofobicidade em 47% e suas atividades antimicrobianas já citadas. Resultados: O TsAp-2 contém 73 resíduos de aminoácidos (aa), assim, foi reduzido para 20 aa pela ferramenta AMP prediction do programa CAMPr3, o que originou a sequência controle (TsAp-2_cr). Por meio do TsAp-2_cr foram alterados determinados aa, levando a formação de um análogo (TsAp-2_M26L). Logo, o peptídeo controle e o análogo foram avaliados segundo suas características físico-químicas relacionadas a carga, hidrofobicidade, gravy, diagrama de hélice e validados e visualizados, por meio dos servidores APD, Heliquest, I-TASSER, Pymole PROCHECK respectivamente. As cargas líquidas do TsAp-2_cr e TsAp-2_M26L foram +5 respectivamente. A hidrofobicidade dos peptídeos foi de 40%. O plotramachandran gerado pelo servidor PROCHECK apresentou 69.2% dos resíduos de aminoácidos contidos em regiões favorecidas para o TsAp-2_cr, enquanto o TsAp-2_M26L apresentou 100%, evidenciando que o modelo é válido e apresenta conformação correta. Conclusão: O biofilme é uma preocupação mundial devido à sua resistência e alta capacidade infecciosa, assim, os PAM’s oriundos de organismos como escorpiões, têm ganhado foco dos pesquisadores como uma medida de combate à formação de biofilme bacteriano. De acordo com os resultados obtidos fica evidente que o peptídeo análogo é um potencial candidato para o desenvolvimento de ferramentas biotecnológicas no controle e combate a micro-organismos patogênicos. Assim, o mesmo será sintetizado para futuros testes in vitro contra bactérias resistentes e formadoras de biofilme.

Palavras-chave: Biologia molecular computacional.  Microbiologia.  Biofilme.