Desenvolupament d´un mètode per a la determinació de la fitotoxicitat de pèptids antimicrobians

El projecte té dos gran objectius: L’ànàlisi de la fitotoxicitat d’onze peptids antimicrobians derivats de BP100, utilitzant diferents metodes d’estimacio de toxicitat sobre cèl•lules vegetals. I l’estudi dels resultats de fitotoxicitat obtinguts valorant si permeten predir la possibilitat d’obtenir plantes transgeniques que expressin constitutivament aquests peptids

The Molecular Basis for Antimicrobial Activity of Pore-Forming Cyclic Peptides

The mechanism of action of antimicrobial peptides is, to our knowledge, still poorly understood. To probe the biophysical characteristics that confer activity, we present here a molecular-dynamics and biophysical study of a cyclic antimicrobial peptide and its inactive linear analog. In the simulations, the cyclic peptide caused large perturbations in the bilayer and cooperatively opened a disordered toroidal pore, 1–2 nm in diameter. Electrophysiology measurements confirm discrete poration events of comparable size. We also show that lysine residues aligning parallel to each other in the cyclic but not linear peptide are crucial for function. By employing dual-color fluorescence burst analysis, we show that both peptides are able to fuse/aggregate liposomes but only the cyclic peptide is able to porate them. The results provide detailed insight on the molecular basis of activity of cyclic antimicrobial peptides

Antimicrobial peptide genes in Bacillus strains from plant environments

The presence of the antimicrobial peptide (AMP) biosynthetic genes srfAA (surfactin), bacA (bacylisin), fenD (fengycin), bmyB (bacyllomicin), spaS (subtilin), and ituC (iturin) was examined in 184 isolates of Bacillus spp. obtained from plant environments (aerial, rhizosphere, soil) in the Mediterranean land area of Spain. Most strains had between two and four AMP genes whereas strains with five genes were seldom detected and none of the strains had six genes. The most frequent AMP gene markers were srfAA, bacA, bmyB, and fenD, and the most frequent genotypes srfAA-bacA-bmyB and srfAAbacA-bmyB-fenD. The dominance of these particular genes in Bacillus strains associated with plants reinforces the competitive role of surfactin, bacyllomicin, fengycin, and bacilysin in the fitness of strains in natural environments. The use of these AMP gene markers may assist in the selection of putative biological control agents of plant pathogens

Multivalent display of the antimicrobial peptides BP100 and BP143

Carbohydrates are considered as promising templates for the display of multiple copies of antimicrobial peptides. Herein, wedescribe the design and synthesis of chimeric structures containing two or four copies of the antimicrobial peptidesKKLFKKILKYL-NH2 (BP100) and KKLfKKILKYL-NH2 (BP143) attached to the carbohydrate template cyclodithioerythritol(cDTE) or α-D-galactopyranoside (Galp). The synthesis involved the preparation of the corresponding peptide aldehyde followedby coupling to an aminooxy-functionalized carbohydrate template. After purification, the multivalent display systems were obtainedin high purities (90–98%) and in good yields (42–64%). These compounds were tested against plant and human pathogenic bacteriaand screened for their cytotoxicity on eukaryotic cells. They showed lower MIC values than the parent peptides against the bacteriaanalyzed. In particular, the carbopeptides derived from cDTE and Galp, which contained two or four copies of BP100, respectively,were 2- to 8-fold more active than the monomeric peptide against the phytopathogenic bacteria. These results suggest thatpreassembling antimicrobial peptides to multimeric structures is not always associated with a significant improvement of theactivity. In contrast, the carbopeptides synthesized were active against human red blood cells pointing out that peptide preassemblyis critical for the hemolytic activity. Notably, peptide preassembly resulted in an enhanced bactericidal effect

Prediction of Antibacterial Activity from Physicochemical Properties of Antimicrobial Peptides

Consensus is gathering that antimicrobial peptides that exert their antibacterial action at the membrane level must reach a local concentration threshold to become active. Studies of peptide interaction with model membranes do identify such disruptive thresholds but demonstrations of the possible correlation of these with the in vivo onset of activity have only recently been proposed. In addition, such thresholds observed in model membranes occur at local peptide concentrations close to full membrane coverage. In this work we fully develop an interaction model of antimicrobial peptides with biological membranes; by exploring the consequences of the underlying partition formalism we arrive at a relationship that provides antibacterial activity prediction from two biophysical parameters: the affinity of the peptide to the membrane and the critical bound peptide to lipid ratio. A straightforward and robust method to implement this relationship, with potential application to high-throughput screening approaches, is presented and tested. In addition, disruptive thresholds in model membranes and the onset of antibacterial peptide activity are shown to occur over the same range of locally bound peptide concentrations (10 to 100 mM), which conciliates the two types of observations

Dual Action of BPC194: A Membrane Active Peptide Killing Bacterial Cells

Membrane active peptides can perturb the lipid bilayer in several ways, such as poration and fusion of the target cell membrane, and thereby efficiently kill bacterial cells. We probe here the mechanistic basis of membrane poration and fusion caused by membrane-active, antimicrobial peptides. We show that the cyclic antimicrobial peptide, BPC194, inhibits growth of Gram-negative bacteria and ruptures the outer and inner membrane at the onset of killing, suggesting that not just poration is taking place at the cell envelope. To simplify the system and to better understand the mechanism of action, we performed Förster resonance energy transfer and cryogenic transmission electron microscopy studies in model membranes and show that the BPC194 causes fusion of vesicles. The fusogenic action is accompanied by leakage as probed by dual-color fluorescence burst analysis at a single liposome level. Atomistic molecular dynamics simulations reveal how the peptides are able to simultaneously perturb the membrane towards porated and fused states. We show that the cyclic antimicrobial peptides trigger both fusion and pore formation and that such large membrane perturbations have a similar mechanistic basis

Derivatives of the Antimicrobial Peptide BP100 for Expression in Plant Systems

Production of antimicrobial peptides in plants constitutes an approach for obtaining them in high amounts. However, their heterologous expression in a practical and efficient manner demands some structural requirements such as a minimum size, the incorporation of retention signals to assure their accumulation in specific tissues, and the presence of protease cleavage amino acids and of target sequences to facilitate peptide detection. Since any sequence modification may influence the biological activity, peptides that will be obtained from the expression must be screened prior to the synthesis of the genes for plant transformation. We report herein a strategy for the modification of the antimicrobial undecapeptide BP100 that allowed the identification of analogues that can be expressed in plants and exhibit optimum biological properties. We prepared 40 analogues obtained by incorporating repeated units of the antimicrobial undecapeptide, fragments of natural peptides, one or two AGPA hinges, a Gly or Ser residue at the N-terminus, and a KDEL fragment and/or the epitope tag54 at the C-terminus. Their antimicrobial, hemolytic and phytotoxic activities, and protease susceptibility were evaluated. Best sequences contained a magainin fragment linked to the antimicrobial undecapeptide through an AGPA hinge. Moreover, since the presence of a KDEL unit or of tag54 did not influence significantly the biological activity, these moieties can be introduced when designing compounds to be retained in the endoplasmic reticulum and detected using a complementary epitope. These findings may contribute to the design of peptides to be expressed in plants

Dispensació d'antibiòtics sense recepta a les oficines de farmàcia

Introducció: L’ús indiscriminat d’antibiòtics, l’augment de les resistències i la mancança d’investigació en nous antibiòtics fa que ens trobem en un moment de crisi antibiòtica on cal prendre mesures. Objectiu: Quantificar el percentatge de farmàcies que venen antibiòtics sense recepta mèdica oficial per un dels tres casos següents: infecció d’orina, mal de coll o bronquitis aguda. Metodologia: Estudi prospectiu realitzat en el període gener-maig 2013 a la Regió Sanitària del Camp de Tarragona. Resultats: Es van visitar un total de 45 farmàcies. Es va vendre antibiòtic en 12 (80%) farmàcies on es va simular infecció d’orina, en 10 (66,7%) on es va simular mal de coll i en 5 (33,3%) on es va simular bronquitis aguda (p<0,05). Només en un 22,2% dels casos en què es va vendre un antibiòtic es va preguntar per les al·lèrgies de la pacient i també en un 22,2% l’argument per no dispensar l’antibiòtic va ser de tipus raonat. Conclusió: Aquests resultats mostren que tot i les campanyes que s’han fet per conscienciar la població sobre l’ús racional dels antibiòtics i el fet que vendre antibiòtics sense recepta és il·legal, se segueixen dispensant antibiòtics sense recepta.

Toxicologia do tolueno: aspectos relacionados ao abuso

O tolueno está presente em muitos produtos de uso doméstico e industrial e é o principal solvente envolvido no abuso de substâncias e na exposição ocupacional. O problema mais grave no estudo de patologias relacionadas ao tolueno é que este está geralmente associado, em suas preparações comerciais, a outras substâncias. O potencial tóxico do tolueno foi abordado nos seguintes aspectos: parâmetros farmacológicos; características físico-químicas; exposição; estudos clínicos; diagnóstico; pesquisa experimental; tolerância e dependência; efeitos agudos e crônicos; neurotoxicidade; teratogenicidade; doenças psiquiátricas; carcinogenicidade e tratamento. Conclui-se ser de grande importância e urgência que se realizem estudos clínicos com amostras maiores para definição mais precisa das conseqüências do uso crônico

Selección de péptidos sintéticos del Virus de la Hepatitis G (GBV-C/HGV) inhibidores del Péptido de Fusión HIV-I

El GB virus C (GBV-C) o virus de l'hepatitis G (HGV) es un virus format per una única cadena de RNA que pertany a la familia Flaviviridae. En els últims anys, s'han publicat nombrosos treballs en els quals s'associa la coinfecció del GBV-C i del virus de la immunodeficiència humana (VIH) amb una menor progressió de l'esmentada malaltia així com amb una major supervivència dels pacients una vegada que la SIDA s'ha desenvolupat. El mecanisme pel qual el virus GBV-C/HGV exerceix un “efecte protector” en els pacients amb VIH encara no està descrit. L’estudi de la interacció entre els virus GBVC/HGV i VIH podria donar lloc al desenvolupament de nous agents terapèutics per al tractament de la SIDA.Treballs recents mostren com la capacitat inhibitòria del virus del GBV-C/HGV és deguda a la seva glicoproteina estructural E2. S’ha vist que aquesta proteina seria capaç d’inhibir la primera fase de replicació de VIH, així com la unió i la fusió amb les membranes cel•lulars. Sobre la base d’aquests estudis, l’objectiu d’aquest treball ha estat seleccionar inhibidors del pèptid de fusió del VIH utilitzant pèptids sintètics de la proteina E2 del GBV-C/HGV. El treball realitzat ha consistit en estudiar, utilitzant assajos biofísics de leakage i de lipid mixing, la capacitat dels pèptids de la proteina estructural del virus del GBV-C/HGV per inhibir la interacció i el procés de desestabilització de membranes induïdes pel pèptid de fusió de la glicoproteina de l’embolcall, GP41, del VIH. Aquests assajos, com es descriu en treballs anteriors, han resultat útils per a la selecció i la identificació de compostos amb activitat específica anti-GP41. Es pot afirmar que efectivament els pèptids seleccionats de la proteina E2 del virus del GBV-C/HGV inhibeixen l’activitat del pèptid de fusió del VIH probablement com a consequència d’un canvi conformacional en aquest darrer.

Desenvolupament de vacunes peptídiques y dendrímers basats en polietilenglicol per al tractament del càncer

El principal problema de les teràpies actuals contra el càncer es la baixa especificitat envers les cèl•lules tumorals, cosa que comporta gran quantitat d’efectes secundaris. Per això es important el desenvolupament de nous tipus de teràpies i sistemes d’alliberament efectius per als fàrmacs ja existents al mercat. En la immunoteràpia contra el càncer es pretén estimular el sistema immunològic per a eliminar les cèl•lules canceroses de manera selectiva. En aquest projecte s’han sintetitzat derivats de l’antigen peptídic de melanoma NY-ESO1 i s’ha estudiat la seva capacitat per a estimular el sistema immunològic com a vacunes contra el càncer. També s’han encapsulat el antígens peptídics en liposomes com a adjuvants i sistemes d’alliberament. De totes les variants peptídiques la que resultà més immunogènica fou la que contenia el grup palmitoil i el fragment toxoide tetànic en la seva estructura. La utilització de liposomes com a sistema adjuvant sembla una estratègia interessant per al disseny de vacunes contra el càncer donat que l’encapsulació del pèptid en liposomes va augmentar notablement la resposta immunològica de l’antigen. Per altra banda, s’han desenvolupat dendrímers basats en polietilenglicol com a sistemes alliberadors de fàrmacs per al tractament de tumors. El polietilenglicol és àmpliament utilitzat com a sistema d’alliberament de fàrmacs degut a les seves interessants propietats, augment de la solubilitat i dels temps de residència en plasma, entre d’altres. La metodologia química descrita permet la diferenciació controlada de varies posicions en la superfície del dendrímer a més del creixement del dendrímer fins a una segona generació. S’ha sintetitzat la primera generació del dendrímer contenint el fàrmac antitumoral 5-fluorouracil i s’han realitzat estudis de citotoxicitat comprovant que l’activitat del nanoconjugat és del mateix ordre de magnitud que el 5-fluorouracil sense conjugar.

Efectes no intencionats de transgens i optimització de la producció de pèptids antimicrobians d'ús fitosanitari en plantes-biofactoria

Actualment s’està duent a terme el projecte de tesi consistent en estudiar la producció de pèptids antimicrobians d'ús fitosanitari en plantes-biofactoria. Durant aquest període de la tesi doctoral he realitzat la transformació (mitjançant Agrobacterium tumefaciens) de plantes d’arròs per a la síntesi massiva d’una sèrie de pèptids antimicrobians, BP188, BP183, BP183TAG, BP215, BP173 i BP178. Es tracta d’una sèrie de derivats de BP100 que presenta unes propietats fitosanitàries molt interessants: elevada activitat contra bacteris d’interès fitosanitari, toxicitat reduïda i estabilitat moderada. El treball que he realitzat per dur a terme aquesta tasca ha requerit inicialment realitzar els clonatges necessaris per a les transformacions; per a continuació realitzar les transformacions de calls d’arròs varietat Sènia, seleccionar les cèl•lules transformades, regenerar plantes transgèniques i analitzar-ne la presència del transgén.

Impacto de la rotación cíclica de antibióticos sobre la etiología de las neumonías nosocomiales por gramnegativos en una unidad de cuidados intensivos (uci)

La rotació cíclica d'antibiòtics (RCA) consisteix a restringir de forma determinada i establerta un antibiòtic o classe d'antibiòtics durant un determinat període de temps, per a tornar a reintroduir-lo posteriorment. D'aquesta manera es pretén evitar l'aparició de resistències bacterianes derivades d'un ús continuat del mateix. En aquest treball, proposem la RCA com una estratègia per al control d'infeccions per gèrmens multirresistents i veure la seva influència en els gèrmens més freqüents que intervenen en les pneumònies nosocomials (NN). A través del registre ENVIN es van recollir les dades de tots els pacients ingressats a la UCI de l'Hospital Universitari la Fe durant dotze mesos consecutius. Es van dividir en 4 cicles de 3 mesos de durada cadascun d'ells. En el primer cicle es va restringir ampicilina/sulbactam, amikacina, cefalosporines i vancomicina; en el segon cicle carbapenems, amikacina i linezolid; en el tercer cicle tigeciclina, quinolones, tobramicina i linezolid i al quart i últim cicle, piperacilina/tazobactam, tobramicina i teicoplanina. Es va comparar amb els tres mesos previs al inici del treball, al qual l'ús d'antibiòtics va ser lliure. El temps global de l'estudi va ser de 15 mesos. El percentatge d'aïllaments d´Acinetobacter spp en el període basal va ser del 46,15% (n=6), de Pseudomonas aeruginosa 15,38% (n=2) i d'Escherichia coli 7, 69% (n=1). Al final de l'estudi els gèrmens aïllats van ser en un 8,57% (n=3) Acinetobacter spp i en un 37,14% (n=13) Pseudomonas aeruginosa.

Qualitat microbiològica dels productes vegetals frescos mínimament processats i desenvolupament de tecnologies de bioconservació mitjançant bacteris de l'àcid làctic

Food safety today is conditiones by the implementation of new Tecnologies for food preservation based on mild treatments and mínimum process, Novel foods, severe restrictions in the toxicològic profile of chemical preservatives, And the drastic limitation /prohibition of antibiotics, and as a consequence, by the New emergint pathogens or by the increase of classical food-borne pathogens. Biopreservatives appear within this context with strong expectations, because thei are safe microorganisms of ten isolated from foods, chemical compounds of natural origin -antimicrobial peptides and proteins, botanical extracts, enzymes- and sintetic compounds based on natural structures, but less toxic and more eficients, like the amtimicrobial peptides. Among the microbial biopreservatives, lactic acid bacteria have shown great possibilities in the preservation of cured meat products, ready to eat fresh fruit and vegetables, as well as to decrease microbial spoilage in food by products before processing for valorization. Our laboratory has performed an extense survey of the microbiological quality of fresh fruit and vegetables, and of ready-to-eat products, and have detect low levels, but significant of Salmonella sp., E. coli and Listeria spp., including L.monocytogenes, in retail markets and Supermarkets of Catalonia. Due to this reason, we started a project consisting of Developing application of lactic acid bacteria (LAB) obtained from these products, as biopreservatives. LAB were abundant in ready-to-eat fresh fruits and vegetables, specially in germinated seeds. From these products we obtained strains of Leuconostoc, Lactobacillus and Weissella, producing bacteriocins and with a Significant activity of control of L.monocytogenes in fresh apple and cut salad. Ather strains were efective in the inhibition of fungal rot during postharvest caused by Penicillium expansum

L'ensenyament de la Toxicologia a Farmàcia. Els seminaris com una eina per a l'avaluació continuada.

Con la finalidad de adaptarnos al EEES, desarrollamos una herramienta que nos permitiera realizar un proceso de evaluación continua de la asignatura troncal de Toxicología. En el presente trabajo presentamos los resultados de este modelo en el que utilizamos los seminarios como elementos básicos de este proceso. Describimos cómo se estructuran y desarrollan estos seminarios, así como el modelo de evaluación de los mismos. Los seminarios fueron evaluados con una puntuación máxima del 30 % sobre la nota final de la signatura, y la participación en los mismos con un máximo del 10 %. Algunos de estos seminarios incorporaban evaluaciones realizadas antes del desarrollo de los mismos, que denominábamos «pre», y otras justo al final del desarrollo de los mismos, que denominábamos «post». Esta herramienta de evaluación continua se ha mostrado muy eficaz en lo que respecta al grado de participación y preparación de los alumnos. Además, ha supuesto un cambio significativo en el grado de implicación de los profesores, y una mejora de la comunicación alumno-profesor.