Mecanismos de acción de péptidos antimicrobianos Ib-M contra Escherichia coli. Un estudio estructural y proteómico

Abstract

RESUMEN: La resistencia antimicrobiana es un problema de salud pública mundial que aumenta la mortalidad y morbilidad debido a la escasez de antibióticos eficaces contra infecciones bacterianas. Los péptidos antimicrobianos (AMPs), por su amplio espectro, biocompatibilidad y rápida eliminación de bacterias son una alternativa prometedora para tratar infecciones. Recientemente, los péptidos Ib-M demostraron actividad bactericida contra Escherichia coli, aunque su mecanismo de acción no se conoce completamente. En esta tesis se analizó el mecanismo de acción de los péptidos Ib-M en E. coli mediante un enfoque estructural y proteómico. Propiedades físico-químicas y de estabilidad de péptidos, así como su actividad bactericida y toxicidad en células eucariotas fueron evaluadas. Se investigó el efecto de Ib-M en las membranas bacterianas mediante pruebas bioquímicas y biofísicas. La morfología bacteriana se visualizó por microscopía electrónica. Se analizaron los perfiles proteicos de bacterias tratadas. Los péptidos Ib-M presentaron una concentración mínima inhibitoria (MIC) contra E. coli de 12,5 µM y baja citotoxicidad en Ib-M1 (120 µM). Las características estructurales de anfipaticidad y helicidad de los péptidos, les brindó la capacidad para dañar las membranas de E. coli. En concentraciones sub-letales, los Ib-M interactuaron con el LPS, seguida de la permeación de la membrana externa e interna y la despolarización de la membrana citoplasmática. Sin embargo, este efecto fue transitorio, evidenciado por la recuperación del crecimiento bacteriano en las cinéticas de fase lag. En concentraciones superiores, los daños fueron prominentes. Interacciones con el LPS, permeabilidad de la membrana externa y la completa despolarización de la membrana citoplasmática, contribuyeron a la formación de protuberancias, rugosidades, encogimiento y a la lisis bacteriana. Además, se observaron cambios en los proteomas de E. coli, que sugieren alteraciones en las vías biosintéticas de aminoácidos, nucleótidos y metabolismo energético. En conclusión, los péptidos Ib-M, altamente catiónicos y anfipáticos, tienen un potente mecanismo bactericida contra E. coli, incluyendo la disrupción de membranas bacterianas y posibles efectos en la síntesis de proteínas.