Avaliação de peróxidos orgânicos biológicos como inibidores da enzima AhpC e seus efeitos sobre a sobrevivência de Pseudomonas aeruginosa

• Processo: 23/14764-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Marcos Antonio de Oliveira
• Beneficiário: Laura Fernandes da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB-CLP). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental do Litoral Paulista. São Vicente , SP, Brasil
• Assunto(s): Antibacterianos Inibição Pseudomonas aeruginosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: AhpC | antibacterianos | Inibição | Pseudomonas aeruginosa | Substratos orgânicos biológicos | Bioquímica de microrganismos

Resumo

O aumento de linhagens de bactérias resistentes a múltiplas drogas (MDR - Multiple Drug-Resistance) é uma preocupação para a saúde pública global visto os altos custos com tratamento e a letalidade elevada ocasionada por estes patógenos. Os antibacterianos utilizados para o combate a bactérias patogênicas interferem em processos biológicos específicos, no entanto, estudos apontam que diferentes classes de antibióticos possuem um mecanismo comum que auxilia na erradicação dos patógenos, representado pela geração de espécies reativas de oxigênio (EROs). É importante ressaltar que as células de defesa de eucariotos superiores também produzem elevadas quantidades de EROs e adicionalmente espécies reativas de nitrogênio (ERNs) como uma das principais frentes de defesa contra organismos patogênicos. Conjuntamente, EROs e ERNs podem ser abreviadas como ERONs. Dentre as diferentes espécies formadas, os peróxidos representam uma classe importante, pois apesar de possuírem baixa reatividade, podem atravessar as membranas biológicas e reagir com outros tipos de ERONs, gerando espécies bastante tóxicas capazes de causar danos a todas as classes de biomoléculas. Neste contexto, enzimas antioxidantes, em especial as peroxidases, desempenham papel importante na sobrevivência dos patógenos e podem ser um alvo de grande importância para a busca de inibidores que auxiliem no combate a estes microrganismos, uma vez que a aniquilação de sua atividade tem efeitos pronunciados na mortalidade dos mesmos. A peroxirredoxina (Prx) bacteriana AhpC (Alquil hidroperóxido redutase C) se destaca pela larga distribuição nos ambientes intra e extracelulares, abundância e elevada variedade de substratos (peróxido de hidrogênio, peroxinitrito e alquil hidroperóxidos - peróxidos orgânicos), cujas taxas de decomposição podem atingir constantes de 107-8M-1s-1. As AhpCs são capazes de decompor peróxidos utilizando uma cisteína reativa, denominada de peroxidásica (CP). Já foi demonstrado que sob elevadas concentrações de peróxido de hidrogênio ocorre a perda da atividade peroxidásica de AhpC em razão da hiperoxidação de CP e a enzima é degradada. Recentemente nosso grupo de pesquisa demonstrou que AhpC de Pseudomonas aeruginosa (PaAhpC), uma bactéria Gram negativa que apresenta linhagens MDR envolvidas em infecções hospitalares com elevado índice de mortalidade, possui uma afinidade extraordinária sobre peróxidos de lipídeos de cadeia longa. Ainda, resultados revelam que esses peróxidos são capazes de oxidar e promover a hiperoxidação de CP em concentrações diminutas, com constantes de segunda ordem que atingem taxas de 106M-1s-1. Estes resultados nos parecem importantes uma vez que já foi demonstrado que AhpC é considerado um fator de virulência nesta espécie. Cabe ressaltar também que esses lipídeos normalmente encontrados nos hospedeiros, são tóxicos para as células bacterianas e uma explicação recente é sua propensão a formação de peróxidos de lipídeos, os quais seriam os fatores de toxicidade. Em plantas, são encontrados peróxidos de lipídeos (em especial endoperóxidos) envolvidos em processos de sinalização celular e defesa contra patógenos, no entanto seus alvos biológicos ainda não foram totalmente elucidados. Este projeto tem como objetivos avaliar o efeito de peróxidos de lipídeos de cadeia longa formados no hospedeiro ou patógenos (peróxido de ácido oleico (Ol-OOH), araquidônico (15-HpETE) e os endoperóxidos DBEGH(2) 3.5 e DBEGH 3.6 isolados de Drymis brasiliensis, uma planta oriunda do estado de São Paulo, sobre a atividade peroxidásica/inativação da enzima AhpC de P. aeruginosa por meio de análises bioquímicas como também investigar in vivo o efeito dos peróxidos de lipídeos e endoperóxidos separadamente ou em conjunto com antibióticos normalmente utilizados no combate a infecções por P. aeruginosa (gentamicina e ciprofloxacino), utilizando linhagens selvagens, mutantes Dpa_ahpc e mutante contendo a complementação do gene.