Chitosan derivatives targeting lipid bilayers: Synthesis, biological activity and interaction with model membranes

Autor(es)

Martins, Danubia Batista ; Nasario, Fabio Domingues ^[1] ; Silva-Goncalves, Laiz Costa ^[2] ; de Oliveira Tiera, Vera Aparecida ^[1] ; Arcisio-Miranda, Manoel ^[2] ; Tiera, Marcio Jose ^[1] ; dos Santos Cabrera, Marcia Perez ^{[1, 3]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Paulista Unesp, Dept Quim & Ciencias Ambientais, Inst Biociencias Letras & Ciencias Exatas Ibilce, Campus Sao Jose do Rio Preto, BR-15054000 Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

^[2] Univ Fed Sao Paulo, Lab Neurobiol Estrutural & Func LaNEF, Dept Biofis, R Botucatu 862, BR-04023062 Sao Paulo, SP - Brazil

^[3] Univ Estadual Paulista Unesp, Dept Fis, Inst Biociencias Letras & Ciencias Exatas Ibilce, Campus Sao Jose do Rio Preto, BR-15054000 Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Carbohydrate Polymers; v. 181, p. 1213-1223, FEB 1 2018.
• Citações Web of Science: 6

Resumo

The antimicrobial activity of chitosan and derivatives to human and plant pathogens represents a high-valued prospective market. Presently, two low molecular weight derivatives, endowed with hydrophobic and cationic character at different ratios were synthesized and characterized. They exhibit antimicrobial activity and increased performance in relation to the intermediate and starting compounds. However, just the derivative with higher cationic character showed cytotoxicity towards human cervical carcinoma cells. Considering cell membranes as targets, the mode of action was investigated through the interaction with model lipid vesicles mimicking bacterial, tumoral and erythrocyte membranes. Intense lytic activity and binding are demonstrated for both derivatives in anionic bilayers. The less charged compound exhibits slightly improved selectivity towards bacterial model membranes, suggesting that balancing its hydrophobic/hydrophilic character may improve efficiency. Observing the aggregation of vesicles, we hypothesize that the ``charge cluster mechanism{''}, ascribed to some antimicrobial peptides, could be applied to these chitosan derivatives. (AU)

• Processo FAPESP: 12/02065-0 - Eletrofisiologia de peptídeos antimicrobianos em bicamadas lipídicas planas
• Beneficiário: Manoel de Arcisio Miranda Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 09/11707-2 - Síntese, Caracterização e Estudo da Interação de Derivados Catiônicos de Quitosana com Vesículas de DPPC.
• Beneficiário: Fábio Domingues Nasário
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 10/11823-0 - Mecanismos de Interações de Bicamadas Lipídicas e Substâncias Anfifílicas de Interesse Terapêutico
• Beneficiário: Marcia Perez dos Santos Cabrera
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/24259-0 - Moléculas conjugadas peptídeo/quitosana com potencial farmacológico: síntese, prospecção de atividade em sistemas miméticos de membrana e avaliações em células
• Beneficiário: Marcia Perez dos Santos Cabrera
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 12/03619-9 - Biofungicidas: síntese e caracterização de derivados anfifílicos de quitosana para aplicação contra fungos do gênero Aspergillus
• Beneficiário: Vera Aparecida de Oliveira Tiera
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/08372-7 - Moléculas conjugadas peptídeo/quitosana com potencial farmacologico: síntese, prospecção de atividade em sistemas mimeticos de membrana e avaliações em células
• Beneficiário: Marcia Perez dos Santos Cabrera
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores