p Cientistas japoneses, incluindo pesquisadores da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio (TUAT) e da Universidade Nacional de Yokohama, identificaram o mecanismo molecular que dá às secreções da pele de uma espécie de sapo propriedades antimicrobianas eficazes. Suas descobertas foram publicadas em 20 de fevereiro, 2019 em Biomateriais aplicados ACS . p o Bombina Variegata Sapo, também conhecido como Yellow Bellied Toad, habita florestas, pastagens, zonas úmidas, e habitat aquático em toda a Europa Central. Suas secreções cutâneas contêm agentes antimicrobianos - chamados Bombinin H2 e H4 - que desempenham um papel fundamental na proteção das espécies contra infecções.

p Bombinin H2 e H4 são peptídeos antimicrobianos (AMPs) - ou peptídeos de defesa do hospedeiro - que desempenham uma função importante na resposta imunológica. Eles têm chamado a atenção por sua capacidade de inibir a leishmaniose, uma doença tropical altamente infecciosa e potencialmente fatal que afetou cerca de 20 milhões de pessoas em todo o mundo, com 1,3 milhão de novos casos e 20, 000 a 30, 000 mortes relatadas a cada ano.

p H4 é um isômero de H2 - eles compartilham a mesma fórmula, mas os átomos na molécula são organizados de forma diferente - com H4 tendo um D-aminoácido de ocorrência natural no final da cadeia molecular. Em termos de suas propriedades antimicrobianas, H4 é mais potente do que H2, mas até agora, a razão permanece um mistério biológico não resolvido.

p "D- e L-aminoácidos são imagens espelhadas um do outro, e a maioria dos aminoácidos na natureza tem estrutura L, "explica Ryuji Kawano, Professor Associado do Departamento de Biotecnologia e Ciências da Vida da TUAT e co-autor do estudo. "Algumas proteínas são modificadas para ter D-aminoácidos. O papel de ter D-aminoácidos não é totalmente compreendido no caso da rã."

p A fim de obter uma melhor compreensão do mecanismo molecular que impulsiona a atividade antimicrobiana dos peptídeos Bombinin H2 e H4 e o que torna o H4 mais eficaz do que o H2 a este respeito, os autores conduziram experimentos eletrofisiológicos em uma membrana de bicamada lipídica que replicou a membrana lipídica que circunda as células ou microrganismos. Os resultados foram então analisados ​​usando modelos AMP existentes para determinar a eficiência desses peptídeos antimicrobianos em romper a membrana celular dos micróbios.

p A equipe descobriu que os peptídeos H2 e H4 inibem a atividade microbiana, fazendo buracos na membrana celular dos microrganismos, fazendo com que os íons vazem para fora da célula, o que, em última análise, os mata. A eficiência desta atividade antimicrobiana é afetada pela permeabilidade do íon (a rapidez com que os íons vazam para fora da célula), a velocidade de formação de poros, e o tamanho dos poros formados.

p Os resultados indicam que a capacidade dos peptídeos de se transformarem em outra molécula com a mesma composição atômica, mas com átomos dispostos de maneira diferente, facilita a formação mais rápida de poros. Enquanto H2 forma poros maiores do que H4, O H4 forma os poros mais rapidamente. Uma mistura de H2 / H4, Enquanto isso, forma poros de tamanho médio a uma taxa mais lenta do que H4, mas a presença do D-aminoácido aumenta a afinidade de ligação à membrana lipídica, melhorando assim suas habilidades disruptivas.

p Pense nisso como um campo de armadilhas de fosso de diferentes tamanhos; armadilhas maiores demoram mais para cavar, mas pode prender mais animais do que um buraco menor. Por outro lado, pode-se cavar muitos poços menores ao mesmo tempo que leva para cavar apenas alguns grandes. Cavar armadilhas de tamanho médio e adicionar isca ou isca que atrairia animais para a cova, seria a abordagem mais eficaz de todas.

p Desvendar o mecanismo molecular que facilita a atividade antimicrobiana desses peptídeos pode nos ajudar a entender melhor como o sistema de defesa da rã evoluiu, e como isso pode ser usado para combater infecções microbianas de importância médica. De acordo com Kawano, o objetivo final é usar este mecanismo para desenvolver melhores agentes antimicrobianos, especialmente agentes antimicrobianos que são eficazes contra bactérias resistentes a antibióticos.