A cyclic peptide mimic of an RNA recognition motif of human La protein is a potent inhibitor of hepatitis C virus

Due to limited available therapeutic options, developing new lead compounds against hepatitis C virus is an urgent need. Human La protein stimulates hepatitis C virus translation through interaction with the hepatitis C viral RNA. A cyclic peptide mimicking the beta-turn of the human La protein that interacts with the viral RNA was synthesized. It inhibits hepatitis C viral RNA translation significantly better than the corresponding linear peptide at longer post-treatment times. The cyclic peptide also inhibited replication as measured by replicon RNA levels using real time RT-PCR. The cyclic peptide emerges as a promising lead compound against hepatitis C.

A 4.2 kDa synthetic peptide as a potential probe to evaluate the antibacterial activity of coumarin drugs

The coumarin antibiotics are potent inhibitors of DNA replication whose target is the enzyme DNA gyrase, an ATP-dependent bacterial type II topoisomerase. The coumarin drugs inhibit gyrase action by competitive binding to the ATP-binding site of DNA gyrase B protein. The production of new biologically active products has stimulated additional studies on coumarin-gyrase interactions. In this regard, a 4.2 kDa peptide mimic of DNA gyrase B protein from Escherichia coli has been designed and synthesized. The peptide sequence includes the natural fragment 131-146 (coumarin resistance-determining region) and a segment containing the gyrase-DNA interaction region (positions 753-770). The peptide mimic binds to novobiocin (K-a = 1.4 +/- 0.3 x 10(5) m(-1)), plasmid (K-a = 1.6 +/- 0.5 x 10(6) m(-1)) and ATP (K-a = 1.9 f 0.4 x 10(3) m(-1)), results previously found with the intact B protein. on the other hand, the binding to novobiocin was reduced when a mutation of Arg-136 to Leu-136 was introduced, a change previously found in the DNA gyrase B protein from several coumarin-resistant clinical isolates of Escherichia coLi. In contrast, the binding to plasmid and to ATP was not altered. These results suggest that synthetic peptides designed in a similar way to that described here could be used as mimics of DNA gyrase in studies which seek a better understanding of the ATP, as well as coumarin, binding to the gyrase and also the mechanism of action of this class of antibacterial drugs. Copyright (C) 2004 European Peptide Society and John Wiley Sons, Ltd.

A nerve growth factor peptide retards seizure development and inhibits neuronal sprouting in a rat model of epilepsy.

Kindling, an animal model of epilepsy wherein seizures are induced by subcortical electrical stimulation, results in the upregulation of neurotrophin mRNA and protein in the adult rat forebrain and causes mossy fiber sprouting in the hippocampus. Intraventricular infusion of a synthetic peptide mimic of a nerve growth factor domain that interferes with the binding of neurotrophins to their receptors resulted in significant retardation of kindling and inhibition of mossy fiber sprouting. These findings suggest a critical role for neurotrophins in both kindling and kindling-induced synaptic reorganization.

Synthèse et analyse conformationelle de dipeptides contenant l’isostère hydroxyéthylène

Dans ce mémoire, je présente mes études sur une stratégie efficace développée pour la synthèse de cétones homoallyliques substituées à partir de l’addition en cascade de réactifs de Grignard vinyliques substitués sur des α-amino esters catalysée par des sels de cuivre. L’utilisation de ces cétones homoallyliques a permis d’obtenir des mimes peptidiques comprenant un isostère de type hydroxyéthylène du lien amide. L’étape clé de cette stratégie repose sur la synthèse de cétones homoallyliques substituées intermédiaires à partir de la réaction d’additions en cascade catalysée au cuivre, de bromure de β,β-diméthylevinyle magnésium sur des analogues d’esters de la phénylalanine et de la sérine. Les cétones homoallyliques résultantes sont réduites sélectivement en alcool, la liaison double est clivée oxydativement et l’acide carboxylique résultant est couplé à un acide aminé. Afin d’évaluer l’effet qu’ont le remplacement du lien amide central dans un coude β par un hydroxyéthylène et de la présence d’un gem diméthyle sur la chaîne carbonée sur la conformation tridimensionnelle adoptée par les tripeptides générés, des analyses à l’état solide par diffraction aux rayons X, des analyses en solution par la spectroscopie RMN et des expériences de type NOESY ont été réalisées. Ces études ont permis de définir un nouveau type de coude β. La présence de pont hydrogène intramoléculaire et l’effet de restriction de conformation induit par le gem diméthyle, généralement appelé effet Thorpe-Ingold, favorisent la formation d’un coude β.

Développement de peptidomimétiques antagonistes du récepteur de l’interleukine-1β

Dans ce mémoire, je présente mes études sur la synthèse, la caractérisation et l’évaluation biologique de différentes séries d’analogues du D-heptapeptide appelé 101.10, un modulateur négatif allostérique du récepteur de l’interleukine-1β (IL-1β). Sachant que les peptides ont généralement de faibles propriétés pharmacologiques, le but de ce projet portait sur l’examen des structures nécessaires à la bioactivité, la conformation tridimensionnelle de ces derniers afin d’améliorer la droguabilité du peptide parent. Les stratégies d’optimisation du 101.10 utilisées furent : la coupure N- et C-terminale; la substitution par la proline, α-amino-γ-lactame (Agl), β-amino-γ-lactame (Bgl) et α-amino-β-hydroxy-γ-lactame (Hgl); et la rigidification du squelette à l’aide d’un bicycle, l’indolozidin-2-one (I2aa). Afin de clarifier certaines relations de structure-activité, quelques modifications furent apportées au peptide, incluant l’échange de la thréonine pour la valine, la permutation de la stéréochimie de certains résidus clés ainsi que le remplacement de certaines chaînes latérales par un méthyle. Pour pallier aux difficultés de reproductibilité des résultats avec des échantillons provenant de différentes sources, des études sur l’identité du contre-anion et la pureté du peptide furent conduites. Afin d’évaluer l’effet des modifications sur la conformation aqueuse et l’activité biologique du peptide, des analyses de dichroïsme circulaire et des tests in vitro mesurant l’inhibition de certains effets de l’IL-1β furent effectués. Ces essais cellulaires comportaient l’inhibition de la prolifération de cellules immunes et de l’activation des voies de signalisation inflammatoires du facteur nucléaire κB (NF-κB) et de la protéine kinase activée par mitogène (MAPK), toutes deux stimulées par l’IL-1β. La compilation de ces données a permis de déceler certaines tendances entre la structure, la conformation et l’activité anti-IL-1β des peptidomimétiques.

Conception, synthèse et diversification de l'azaGly-Pro : un mime de tour beta, outil d'étude structure-activité : application au développement d'un nouvel agent tocolytique

Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

Two short peptides including segments of subunit A of Escherichia coli DNA gyrase as potential probes to evaluate the antibacterial activity of quinolones

Quinolones constitute a family of compounds with a potent antibiotic activity. The enzyme DNA gyrase, responsible for the replication and transcription processes in DNA of bacteria, is involved in the mechanism of action of these drugs. In this sense, it is believed that quinolones stabilize the so-called 'cleavable complex' formed by DNA and gyrase, but the whole process is still far from being understood at the molecular level. This information is crucial in order to design new biological active products. As an approach to the problem, we have designed and synthesized low molecular weight peptide mimics of DNA gyrase. These peptides correspond to sequences of the subunit A of the enzyme from Escherichia coli, that include the quinolone resistance-determining region (positions 75-92) and a segment containing the catalytic Tyr-122 (positions 116-130). The peptide mimic of the non-mutated enzyme binds to ciprofloxin (CFX) only when DNA and Mg2+ were present (Kd = 1.6 × 10 -6 m), a result previously found with DNA gyrase. On the other hand, binding was reduced when mutations of Ser-83 to Leu-83 and Asp-87 to Asn-87 were introduced, a double change previously found in the subunit A of DNA gyrase from several CFX-resistant clinical isolates of E. coli. These results suggest that synthetic peptides designed in a similar way to that described here can be used as mimics of gyrases (topoisomerases) in order to study the binding of the quinolone to the enzyme-DNA complex as well as the mechanism of action of these antibiotics. Copyright © 2001 European Peptide Society and John Wiley & Sons, Ltd.

Covalent HLA-B27/peptide complex induced by specific recognition of an aziridine mimic of arginine.

The class I major histocompatibility complex (MHC) glycoprotein HLA-B27 binds short peptides containing arginine at peptide position 2 (P2). The HLA-B27/peptide complex is recognized by T cells both as part of the development of the repertoire of T cells in the cellular immune system and during activation of cytotoxic T cells. Based on the three-dimensional structure of HLA-B27, we have synthesized a ligand with an aziridine-containing side chain designed to mimic arginine and to bind covalently in the arginine-specific P2 pocket of HLA-B27. Using tryptic digestion followed by mass spectrometry and amino acid sequencing, the aziridine-containing ligand is shown to alkylate specifically cysteine 67 of HLA-B27. Neither free cysteine in solution nor an exposed cysteine on a class II MHC molecule can be alkylated, showing that specific recognition between the anchor side-chain pocket of an MHC class I protein and the designed ligand (propinquity) is necessary to induce the selective covalent reaction with the MHC class I molecule.

Multiple alignment and sorting of peptides derived from phage-displayed random peptide libraries with polyclonal sera allows discrimination of relevant phagotopes

Biopanning of phage-displayed random peptide libraries is a powerful technique for identifying peptides that mimic epitopes (mimotopes) for monoclonal antibodies (mAbs). However, peptides derived using polyclonal antisera may represent epitopes for a diverse range of antibodies. Hence following screening of phage libraries with polyclonal antisera, including autoimmune disease sera, a procedure is required to distinguish relevant from irrelevant phagotopes. We therefore applied the multiple sequence alignment algorithm PILEUP together with a matrix for scoring amino acid substitutions based on physicochemical properties to generate guide trees depicting relatedness of selected peptides. A random heptapeptide library was biopanned nine times using no selecting antibodies, immunoglobulin G (IgG) from sera of subjects with autoimmune diseases (primary biliary cirrhosis (PBC) and type 1 diabetes) and three murine ascites fluids that contained mAbs to overlapping epitope(s) on the Ross River Virus envelope protein 2. Peptides randomly sampled from the library were distributed throughout the guide tree of the total set of peptides whilst many of the peptides derived in the absence of selecting antibody aligned to a single cluster. Moreover peptides selected by different sources of IgG aligned to separate clusters, each with a different amino acid motif. These alignments were validated by testing all of the 53 phagotopes derived using IgG from PBC sera for reactivity by capture ELISA with antibodies affinity purified on the E2 subunit of the pyruvate dehydrogenase complex (PDC-E2), the major autoantigen in PBC: only those phagotopes that aligned to PBC-associated clusters were reactive. Hence the multiple sequence alignment procedure discriminates relevant from irrelevant phagotopes and thus a major difficulty with biopanning phage-displayed random peptide libraries with polyclonal antibodies is surmounted.

Phagotopes derived by antibody screening of phage-displayed random peptide libraries vary in immunoreactivity: Studies using an exemplary monoclonal antibody, CII-C1, to type II collagen

Antibody screening of phage-displayed random peptide libraries to identify mimotopes of conformational epitopes is promising. However, because interpretations can be difficult, an exemplary system has been used in the present study to investigate whether variation in the peptide sequences of selected phagotopes corresponded with variation in immunoreactivity. The phagotopes, derived using a well-characterized monoclonal antibody, CII-C1, to a known conformational epitope on type II collagen, C1, were tested by direct and inhibition ELISA for reactivity with CII-C1. A multiple sequence alignment algorithm, PILEUP, was used to sort the peptides expressed by the phagotopes into clusters. A model was prepared of the C1 epitope on type II collagen. The 12 selected phagotopes reacted with CII-C1 by both direct ELISA (titres from < 100-11 200) and inhibition ELISA (20-100% inhibition); the reactivity varied according to the peptide sequence and assay format. The differences in reactivity between the phagotopes were mostly in accord with the alignment, by PILEUP, of the peptide sequences. The finding that the phagotopes functionally mimicked the C1 epitope on collagen was validated in that amino acids RRL at the amino terminal of many of the peptides were topographically demonstrable on the model of the C1 epitope. Notably, one phagotope that expressed the widely divergent peptide C-IAPKRHNSA-C also mimicked the C1 epitope, as judged by reactivity in each of the assays used: these included cross-inhibition of CII-C1 reactivity with each of the other phagotopes and inhibition by a synthetic peptide corresponding to that expressed by the most frequently selected phagotope, RRLPFGSQM. Thus, it has been demonstrated that multiple phage-displayed peptides can mimic the same epitope and that observed immunoreactivity of selected phagotopes with the selecting mAb can depend on the primary sequence of the expressed peptide and also on the assay format used.

Rheumatoid arthritis sera react with a phage-displayed peptide selected by a monoclonal antibody to type II collagen that has homology to EBNA-1

Antibodies to type II collagen, and to Epstein Barr virus nuclear antigen-1 (EBNA-1) have been associated with rheumatoid arthritis (RA). In studies involving probing of phage-displayed random peptide libraries with an antibody to type II collagen, CII-C1, we observed that among 17 phagotopes selected 5 expressed peptides with homology with the sequence of EBNA-1. The residues in common were RLPFG. Hence we tested sera from 50 patients with RA, of whom 26 had antibodies to native type II collagen, and 43 healthy controls, for reactivity by ELISA with a phagotope selected 4 times, which expressed the peptide RRLPFGSQM. Eight RA sera (16%) but no normal sera reacted with the phagotope (p = 0.025). This reactivity could not be correlated with reactivity of RA sera with EBNA-1 by semi-quantitative western blot, with which reactivity occurred in 78% of RA patients and 81% of controls. Evidence for molecular mimicry was not found insofar as the phagotope did not inhibit reactivity of RA sera with EBNA-1 and CII-C1 was not reactive with EBNA-1. We conclude that the reactivity of the RA sera with the phagotope is most likely due to the phagotope being a mimic of an epitope of type II collagen for a proportion of RA sera.

Gabapentin: A Stereochemically Constrained gamma Amino Acid Residue in Hybrid Peptide Design

Nature has used the all-alpha-polypeptide backbone of proteins to create a remarkable diversity of folded structures. Sequential patterns of 20 distinct amino adds, which differ only in their side chains, determine the shape and form of proteins. Our understanding of these specific secondary structures is over half a century old and is based primarily on the fundamental elements: the Pauling alpha-helix and beta-sheet. Researchers can also generate structural diversity through the synthesis of polypeptide chains containing homologated (omega) amino acid residues, which contain a variable number of backbone atoms. However, incorporating amino adds with more atoms within the backbone introduces additional torsional freedom into the structure, which can complicate the structural analysis. Fortunately, gabapentin (Gpn), a readily available bulk drug, is an achiral beta,beta-disubstituted gamma amino add residue that contains a cyclohexyl ring at the C-beta carbon atom, which dramatically limits the range of torsion angles that can be obtained about the flanking C-C bonds. Limiting conformational flexibility also has the desirable effect of increasing peptide crystallinity, which permits unambiguous structural characterization by X-ray diffraction methods. This Account describes studies carried out in our laboratory that establish Gpn as a valuable residue in the design of specifically folded hybrid peptide structures. The insertion of additional atoms into polypeptide backbones facilitates the formation of intramolecular hydrogen bonds whose directionality is opposite to that observed in canonical alpha-peptide helices. If hybrid structures mimic proteins and biologically active peptides, the proteolytic stability conferred by unusual backbones can be a major advantage in the area of medicinal chemistry. We have demonstrated a variety of internally hydrogen-bonded structures in the solid state for Gpn-containing peptides, including the characterization of the C-7 and C-9 hydrogen bonds, which can lead to ribbons in homo-oligomeric sequences. In hybrid alpha gamma sequences, district C-12 hydrogen-bonded turn structures support formation of peptide helices and hairpins in longer sequences. Some peptides that include the Gpn residue have hydrogen-bond directionality that matches alpha-peptide helices, while others have the opposite directionality. We expect that expansion of the polypeptide backbone will lead to new classes of foldamer structures, which are thus far unknown to the world of alpha-polypeptides. The diversity of internally hydrogen-bonded structures observed in hybrid sequences containing Gpn shows promise for the rational design of novel peptide structures incorporating hybrid backbones.

Development of new approaches for the synthesis and decoding of one-bead one-compound cyclic peptide libraries

La plupart des processus cellulaires et biologiques reposent, à un certain niveau, sur des interactions protéine-protéine (IPP). Leur manipulation avec des composés chimiques démontre un grand potentiel pour la découverte de nouveaux médicaments. Malgré la demande toujours croissante en molécules capables d’interrompre sélectivement des IPP, le développement d’inhibiteurs d’IPP est fortement limité par la grande taille de la surface d’interaction. En considérant la nature de cette surface, la capacité à mimer des structures secondaires de protéines est très importante pour lier une protéine et inhiber une IPP. Avec leurs grandes capacités peptidomimétiques et leurs propriétés pharmacologiques intéressan-tes, les peptides cycliques sont des prototypes moléculaires de choix pour découvrir des ligands de protéines et développer de nouveaux inhibiteurs d’IPP. Afin d’exploiter pleinement la grande diversité accessible avec les peptides cycliques, l’approche combinatoire «one-bead-one-compound» (OBOC) est l’approche la plus accessible et puissante. Cependant, l’utilisation des peptides cycliques dans les chimiothèques OBOC est limitée par les difficultés à séquencer les composés actifs après le criblage. Sans amine libre en N-terminal, la dégradation d’Edman et la spectrométrie de masse en tandem (MS/MS) ne peuvent pas être utilisées. À cet égard, nous avons développé de nouvelles approches par ouverture de cycle pour préparer et décoder des chimiothèques OBOC de peptides cycliques. Notre stratégie était d’introduire un résidu sensible dans le macrocycle et comme ancrage pour permettre la linéarisation des peptides et leur largage des billes pour le séquençage par MS/MS. Tout d’abord, des résidus sensibles aux nucléophiles, aux ultraviolets ou au bromure de cyanogène ont été introduits dans un peptide cyclique et leurs rendements de clivage évalués. Ensuite, les résidus les plus prometteurs ont été utilisés dans la conception et le développement d’approches en tandem ouverture de cycle / clivage pour le décodage de chimiothèques OBOC de peptides cycliques. Dans la première approche, une méthionine a été introduite dans le macrocycle comme ancrage pour simultanément permettre l’ouverture du cycle et le clivage des billes par traitement au bromure de cyanogène. Dans la seconde approche, un résidu photosensible a été utilisé dans le macrocycle comme ancrage pour permettre l’ouverture du cycle et le clivage suite à une irradiation aux ultraviolets. Le peptide linéaire généré par ces approches peut alors être efficacement séquencé par MS/MS. Enfin, une chimiothèque OBOC a été préparée et criblée la protéine HIV-1 Nef pour identifier des ligands sélectifs. Le développement de ces méthodologies permttra l’utilisation de composés macrocycliques dans les chimiothèques OBOC et constitue une contribution importante en chimie médicinale pour la découverte de ligands de protéines et le développement d’inhibiteurs d’IPP.

Poly(lactic acid-glycolic acid) nanoparticles markedly improve immunological protection provided by peptide P10 against murine paracoccidioidomycosis

Background and purpose: The present study reports on the preparation and testing of a sustained delivery system for the immunomodulatory peptide P10 aimed at reducing the in vivo degradation of the peptide and the amount required to elicit a protective immune response against paracoccidioidomycosis. Experimental approach: BALB/c mice were infected with the yeast Paracoccidioides brasiliensis to mimic the chronic form of paracoccidioidomycosis. The animals were treated daily with sulfamethoxazole/trimethoprim alone or combined with peptide P10, either emulsified in Freund`s adjuvant or entrapped in poly(lactic acid-glycolic acid) (PLGA) nanoparticles at different concentrations (1 mu g, 5 mu g, 10 mu g, 20 mu g or 40 mu g center dot 50 mu L-1). Therapeutic efficacy was assessed as fungal burden in tissues and the immune response by quantitative determination of cytokines. Key results: Animals given combined chemotherapy and P10 nanotherapy presented a marked reduction of fungal load in the lungs, compared with the non-treated animals. After 30 days of treatment, P10 entrapped within PLGA (1 mu g center dot 50 mu L-1) was more effective than `free` P10 emulsified in Freund`s adjuvant (20 mu g center dot 50 mu L-1), as an adjuvant to chemotherapy. After treatment for 90 days, the higher doses of P10 entrapped within PLGA (5 or 10 mu g center dot 50 mu L-1) were most effective. Treatment with P10 emulsified in Freund`s adjuvant (20 mu g center dot 50 mu L-1) or P10 entrapped within PLGA (1 mu g center dot 50 mu L-1) were accompanied by high levels of interferon-gamma in lung. Conclusions and implications: Combination of sulfamethoxazole/trimethoprim with the P10 peptide entrapped within PLGA demonstrated increased therapeutic efficacy against paracoccidioidomycosis. P10 incorporation into PLGA nanoparticles dramatically reduced the peptide amount necessary to elicit a protective effect.

In vitro response to functionalized self-assembled peptide scaffolds for three-dimensional cell culture

Nanomaterials are rich in potential, particularly for the formation of scaffolds that mimic the landscape of the host environment of the cell. This niche arises from the spatial organization of a series of biochemical and biomechanical signals. Self-assembling peptides have emerged as an important tool in the development of functional (bio-)nanomaterials; these simple, easily synthesized subunits form structures which present the properties of these larger, more complex systems. Scaffolds based upon these nanofibrous matrices are promising materials for regenerative medicine as part of a new methodology in scaffold design where a "bottom-up" approach is used in order to simulate the native cellular milieu. Importantly, SAPs hold the potential to be bioactive through the presentation of biochemical and biomechanical signals in a context similar to the natural extracellular matrix, making them ideal targets for providing structural and chemical support in a cellular context. Here, we discuss a new methodology for the presentation of biologically relevant epitopes through their effective presentation on the surface of the nanofibers. Here, we demonstrate that these signals have a direct effect on the viability of cells within a three-dimensional matrix as compared with an unfunctionalized, yet mechanically and morphologically similar system. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers (Pept Sci) 102: 197-205, 2014.