Sistemas drug delivery aplicados a novos inibidores de topoisomerases estruturalmente derivados de toxinas bacterianas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Este trabalho descreve a síntese de peptídeos em fase sólida (SPFS) derivados de toxinas bacterianas, tais como CcdB e ParE, e a produção de sistemas nanoestruturados como lipossomas e microemulsões. As toxinas intracelulares, produzidas por sistemas de morte pós-segregacional (PSK) em bactérias são exemplos recentes de agentes inibidores de enzimas fundamentais para a reprodução do microrganismo. Resultados promissores foram obtidos em relação a inibição da atividade da DNA girase, por derivados peptídicos destas duas proteínas. In vitro, os valores de concentração inibitória têm sido abaixo de 5 μmol.L-1, porém ensaios in vivo não demonstraram reprodutibilidade, basicamente devido à baixa permeabilidade da membrana bacteriana a estes derivados. Desta forma, foram produzidos lipossomas e microemulsões com o objetivo de promover o acesso de moléculas peptídicas sintéticas, derivadas do CcdB e ParE, ao meio intracelular e, conseqüentemente, aos seus alvos: DNA girase ou topoisomerase IV. Lipossomas do tipo SUV (small unilamellar vesicles) foram preparados por extrusão a partir de fosfatidilcolina de soja e estearilamina e mostraram uma eficiência de encapsulação de 77% e inibiram o crescimento tanto de bactéria Gram positiva quanto Gram negativa em 58 e 75%, respectivamente. Sistemas microemulsionados a base de fosfatidilcolina de soja, Tween 20, etanol e ácido oléico apresentaram uma incorporação do peptídeo acima de 90% e a formulação com 15% de ácido oléico e CcdBET2 a 4 μmol.L-1 apresentou uma inibição do crescimento de bactéria Gram negativa de 75,5%. O diâmetro dos lipossomas foi medido por espalhamento dinâmico de luz e as microemulsões foram caracterizadas por microscopia de luz polarizada e sua viscosidade determinada por reologia. Portanto, lipossomas e microemulsões podem ser utilizados como sistemas de drug delivery para análogos peptídicos derivados do CcdB e do ParE

This work describes the synthesis of peptides derived from bacterial toxins, such as CcdB and ParE, by solid phase peptide synthesis (SPPS) and the production of nanostructured systems such as liposomes and microemulsions. Intracellular toxins produced by systems of killer post-segregational (PSK) in bacteria are recent examples of inhibitors of key enzymes for the reproduction of the microorganism. Promising results were obtained for the inhibition of DNA gyrase activity by peptide derivatives of these proteins. In vitro, the IC100 values have been below 5 μmol.L-1, but not demonstrated in vivo reproducibility, mainly due to the low permeability of the bacterial cell to these derivatives. Thus, the aim with this work was develop of liposomes and microemulsions to promote access of synthetic peptide molecules derived from the CcdB and ParE, to the intracellular medium and consequently to their targets: DNA gyrase and topoisomerase IV. Liposomes SUV type (small unilamellar vesicles) were prepared by extrusion from soybean phosphatidylcholine and estearilamina and showed an encapsulation efficiency of 77% and inhibited the growth of both Gram positive and Gram negative in 58 and 75% respectively. Microemulsion systems based soybean phosphatidylcholine, Tween 20, ethanol and oleic acid showed an incorporation of the peptide above 90% and the specific formulation with 15% oleic acid and the 4 μmol.L-1 CcdBET2 incorporate showed a growth inhibition of Gram negative of 75.5%. The diameter of liposomes was measured by dynamic light scattering and microemulsions were characterized by polarized light microscopy and its viscosity determined by rheology. Therefore, liposomes and microemulsions may be used as drug delivery systems for peptide analogues derived from the CcdB and ParE