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Tipo: Tese
Título: PEPAD: UM PEPTÍDEO MULTIFUNCIONAL COM ATIVIDADE ANTIFÚNGICA E ANTICÂNCER
Autor(es): Camila de Oliveira Gutierrez
Primeiro orientador: Maria Ligia Rodrigues Macedo
Resumo: As infecções fúngicas e o câncer representam duas ameaças distintas à saúde humana, mas que em alguns casos estão relacionadas. As infecções fúngicas recorrentes e as causadas por outros microrganismos específicos podem induzir a mutação de algumas células e consequentemente levar a evolução de diversos tipos de câncer. Por outro lado, pacientes que estão em tratamento contra o câncer se encontram imunocomprometidos, o que favorece infecções por microrganismos. Somando esse vínculo complexo à crescente resistência dos fungos e das células cancerígenas aos medicamentos, faz-se necessário o desenvolvimento de novas substâncias ativas ou fármacos como alternativas terapêuticas. Por meio da técnica de microdiluição em caldo foi verificado que PEPAD apresentou atividade contra 5 espécies de fungos do gênero Candida, com CIMs variando entre 2,5 - 5 µM, e apresentou um rápido tempo de ação (60 minutos) para Candida tropicalis. Também foi constatado que seu provável mecanismo de ação é por meio da ligação com o ergosterol presente na membrana plasmática. Além disso, PEPAD apresentou ação sinérgica com os antifúngicos anfotericina B e fluconazol, reduzindo consideravelmente as concentrações necessárias de ambas as moléculas. Ensaios de inibição da formação de biofilme e erradicação de biofilme pré-formado também foram realizados e foi constatado que PEPAD foi capaz de inibir e erradicar parte do biofilme de C. tropicalis. Para avaliar o potencial anticâncer e a toxicidade do peptídeo, foram realizados ensaios de viabilidade celular pelo método colorimétrico com MTT. O IC50 encontrado para células de melanoma murino (B16F10-Nex2) foi de 7,4 µM, já para as células saudáveis de macrófago murino (RAW 264.7) e fibroblasto humano (FN1) até a maior concentração testada (16 µM) não foi possível encontrar o IC50, sugerindo alta seletividade e baixa toxicidade. Após o tratamento com PEPAD em células de melanoma murino, não foram observadas alterações morfológicas na membrana celular, porém foi constatada alterações nas cromatinas do núcleo, que é sugestivo de morte por apoptose. Através de um risco realizado em uma camada de células, foi possível observar que PEPAD retarda a migração celular do melanoma, conferindo um possível potencial antimetastático. Para avaliar o potencial mitocondrial e a morfologia nuclear, foram utilizadas as sondas fluorescentes MitoTracker Deep Red e NucBlue. Foi observado que os núcleos celulares permaneceram intactos; no entanto, foi observado inchaço mitocondrial. A ativação da caspase foi analisada usando o marcador CaspACETM FITC-VAD-FMK, revelando caspases ativas através da ligação do marcador fluorescente a caspases ativadas em células em morte apoptótica. Experimentos de citometria de fluxo também foram conduzidos para confirmar o tipo de morte celular. Os resultados corroboram descobertas anteriores, indicando que o PEPAD induz morte celular por apoptose. Por fim, foram realizados ensaios de ELISA e verificou-se que PEPAD foi capaz de induzir a liberação de calreticulina e HMGB1, que são moléculas conhecidas como Padrões Moleculares Associados a Danos (DAMPS), efeito típico de morte celular imunogênica. Os resultados sugerem o elevado potencial do PEPAD para ser utilizado como protótipo no desenvolvimento de novos agentes antifúngicos e anticancerígenos, dadas as suas características seletivas contra microrganismos e células cancerígenas.
Abstract: Fungal infections and cancer represent two distinct threats to human health, but in some cases, they are related. Recurrent fungal infections and those caused by other specific microorganisms can induce the mutation of certain cells and consequently lead to the development of various types of cancer. On the other hand, patients undergoing cancer treatment are immunocompromised, which favors infections by microorganisms. Adding this complex link to the growing resistance of fungi and cancer cells to drugs, the development of new active substances or drugs as therapeutic alternatives becomes necessary. Through the broth microdilution technique, it was observed that PEPAD exhibited activity against 5 species of Candida fungi, with MICs ranging between 2.5 - 5 µM, and showed a rapid action time (60 minutes) against Candida tropicalis. It was also found that its likely mechanism of action is through binding with ergosterol present in the plasma membrane. Furthermore, PEPAD showed synergistic action with the antifungal drugs amphotericin B and fluconazole, significantly reducing the required concentrations of both molecules. Inhibition assays of biofilm formation and eradication of mature biofilm were also conducted, and it was found that PEPAD was able to inhibit and eradicate part of the C. tropicalis biofilm. To evaluate the anticancer potential and toxicity of the peptide, cell viability assays were performed using the colorimetric method with MTT. The IC50 found for murine melanoma cells (B16F10-Nex2) was 7.4 µM, whereas for healthy murine macrophage (RAW 264.7) and human fibroblast (FN1) cells, it was not possible to find the IC50 up to the highest tested concentration (16 µM), suggesting high selectivity and low toxicity. After treatment with PEPAD in murine melanoma cells, no morphological alterations were observed in the cell membrane, but changes in nuclear chromatin were noted, suggestive of apoptosis. Through a scratch assay performed on a cell layer, it was observed that PEPAD delayed the cell migration of melanoma, indicating a potential anti-metastatic effect. To evaluate mitochondrial potential and nuclear morphology, the fluorescent probes MitoTracker Deep Red and NucBlue were used. It was observed that the cell nuclei remained intact; however, mitochondrial swelling was observed. Caspase activation was analyzed using the CaspACETM FITC-VAD-FMK marker, revealing active caspases through the binding of the fluorescent marker to activated caspases in cells undergoing apoptotic death. Flow cytometry experiments were also conducted to confirm the type of cell death. The results support previous findings, indicating that PEPAD induces cell death by apoptosis. Finally, ELISA assays were conducted, and it was found that PEPAD was able to induce the release of calreticulin and HMGB1, which are molecules known as Damage-Associated Molecular Patterns (DAMPs), a typical effect of immunogenic cell death. The results suggest the high potential of PEPAD to be used as a prototype in the development of new antifungal and anticancer agents, given its selective characteristics against microorganisms and cancer cells.
Palavras-chave: Desenvolvimento de peptídeo bioativo: atividade antimicrobiana e anticâncer
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11121
Data do documento: 2024
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia

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