I ricercatori brasiliani rivelano il meccanismo di atto battericida di violacein

In un articolo pubblicato nelle malattie infettive del giornale ACS, i ricercatori brasiliani descrivono il meccanismo di violacein, un pigmento viola prodotto dai batteri ambientali, particolarmente violaceum di atto battericida del cromobatterio.

Secondo gli autori dello studio, la sostanza mira alla membrana citoplasmica dei batteri, pricipalmente pregiudicante i batteri gram-positivi come quelli dei generi streptococco, l'enterococco e la listeria. Le sue varie attività biologiche comprendono la capacità di uccidere anche i batteri che sono diventato resistenti agli antibiotici.

La ricerca è stata condotta con supporto dalle fondamenta di ricerca di São Paulo - FAPESP dai gruppi di ricerca piombo da Frederico Gueiros-Filho all'università di istituto della chimica di São Paulo (IQ-USP) e di Marcelo Brocchi all'università di istituto della biologia di Campinas (IB-UNICAMP).

“I beni battericidi potenti di questo pigmento sono stati scoperti nel 1945, eppure il suo meccanismo di atto non è stato studiato mai prima. Molte molecole biologicamente attive sono descritte nella letteratura, ma se vogliamo usarli per sviluppare le droghe, dobbiamo conoscere come funzionano,„ Gueiros-Filho abbiamo detto.

Obiettivo attraente

Violacein è un pigmento naturale derivato dal triptofano dell'amminoacido. È prodotto come metabolita secondario da parecchi batteri filogenetico distinti trovati negli ambienti diversi quanto gli oceani, i ghiacciai, i fiumi ed il terreno. Il violaceum del C. è il primo batterio descritto come un produttore e del violacein studiati fin qui.

Violacein ha attirato l'attenzione a causa del suo ampio spettro di attività biologica. Oltre alla sua attività potente contro i batteri, compreso gli agenti patogeni resistenti alla droga quale lo staphylococcus aureus meticillina-resistente (MRSA), ha beni antifungosi, antiprotozoici, antivirali, antitumorali ed antiossidanti. Parecchi studi descrivono questi beni, ma secondo Gueiros-Filho, l'obiettivo dei violacein ed il modo di atto mai prima erano stati identificati precisamente.

Il primo punto dello studio, ha spiegato, consistito di trattare i batteri dello s.aureus e dei bacillus subtilis Di specie con il violacein. Facendo uso di microscopia di fluorescenza e di un insieme delle tinture dell'indicatore, il gruppo ha trovato che il pigmento permeabilized rapido le celle dei batteri. Il permeabilization delle cellule è stato accompagnato dall'aspetto delle discontinuità visibili (fori o rips) nelle membrane citoplasmiche, mentre le pareti cellulari sono rimanere intatte.

I ricercatori egualmente hanno dimostrato il permeabilization della membrana misurando la dispersione del trifosfato di adenosina (adenosintrifosfato, un trasporto chiave di energia e molecola di stoccaggio) nelle celle curate.

Dopo, in collaborazione con il gruppo piombo da Iolanda M. Cuccovia, un professore a IQ-USP, hanno eseguito gli esperimenti in vitro che hanno mostrato il violacein anche che interrompe la struttura e la permeabilità dei liposomi, delle vescicole sferiche con una memoria acquosa e di una membrana creata nella provetta dai fosfolipidi, le componenti principali delle membrane cellulari organiche.

“Con questi esperimenti, abbiamo mostrato che il fenomeno osservato in celle potrebbe essere attribuito ad un effetto diretto di violacein sulla membrana,„ Gueiros-Filho abbiamo detto.

Inoltre, le simulazioni su elaboratore della dinamica molecolare sono state usate per esplorare come il violacein interagisce con i doppii strati lipidici, come quelli che formano la membrana citoplasmica.

Sulla base dei risultati ottenuti, gli autori dello studio propongono che la presenza di violacein fra i livelli di fosfolipidi sia stata sufficiente da interferire con l'organizzazione della membrana, aumentante la distanza fra le molecole del fosfolipide e piombo alla perdita di integrità della membrana.

Dalle membrane offensive, il violacein è capace di distruggere i batteri persistenti che si trovano dormiente come strategia per gli antibiotici di resistenza che dipendono dall'attività metabolica del microrganismo. Questi batteri formano i biofilms per sopravvivere a negli ambienti ostili.

La membrana citoplasmica è un obiettivo attraente e sottoutilizzato per gli antimicrobici, secondo i ricercatori, per cui la scoperta che il violacein è un composto d'ottimizzazione dovrebbe collocare la fase per la ricerca futura sull'utilizzabilità di questo prodotto naturale.

La ricerca sono stati supportati da FAPESP via i progetti “come i batteri coordinano la biogenesi della membrana con la crescita e la divisione delle cellule? „, “attività antibatterica di violacein contro lo staphylococcus aureus e studi farmacocinetici„ e “chimica dell'interfaccia: le interazioni delle droghe, dei peptidi e degli enzimi con la membrana modella„.

Un fuoco chiave per ricerca futura è la domanda della selettività dei violacein. La membrana citoplasmica è simile in e terreno comunale a tutte le celle viventi, in modo dal violacein può anche essere capace di interruzione delle celle eucariotiche come quelle degli esseri umani. Questi beni potrebbero essere perché video l'attività contro tanti tipi di agenti patogeni, compresi i funghi e protozoi come pure tumori, Gueiros-Filho ha detto.

I risultati preliminari ottenuti dai ricercatori a IQ-USP e a IB-UNICAMP indicano che il violacein non è altamente selettivo per le membrane batteriche e potrebbe diventare tossico al host. In caso affermativo, la molecola dovrebbe chimicamente essere modificata per renderlo più specifico.

La diffusione dei batteri multidrug-resistenti dovuto l'esagerare degli antibiotici nella medicina e nell'agricoltura umane è una delle minacce correnti più importanti contro la salute pubblica. L'organizzazione mondiale della sanità (WHO) ha avvertito dell'imminenza di un'era postantibiotic in cui le infezioni comuni e le lesioni non gravi trattabili per le decadi diventano ancora una volta letali.

Gli antibiotici il più corrente usati sono stati scoperti i parecchi decenni fa e sono diretti contro un insieme limitato degli obiettivi, in modo dallo sviluppo di nuovi antimicrobici con i meccanismi novelli di atto è necessario urgentemente.

Sorgente: http://agencia.fapesp.br/bactericidal-action-of-violacein-revealed/30310/