I peptidi della pelle delle rane mostrano promesse contro i batteri
Uno studio rivela che i peptidi della pelle delle rane potrebbero combattere i batteri resistenti agli antibiotici.
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La resistenza agli antibiotici è un problema sempre più serio in tutto il mondo. Questo significa che alcuni batteri non rispondono più ai farmaci che usiamo per curare le infezioni. Di conseguenza, c'è bisogno di nuovi trattamenti che possano combattere efficacemente questi germi resistenti. Gli scienziati stanno cercando sostanze naturali che possano uccidere i batteri. Una di queste fonti naturali sono i peptidi antimicrobici (AMP) trovati nella pelle delle rane.
La pelle delle rane è nota per produrre AMP che hanno dimostrato una vasta gamma di efficacia contro vari tipi di batteri e funghi. Tra questi peptidi ci sono Magainin 13, Magainin 24 e Bombesin. Questi peptidi hanno mostrato potenziale nei test di laboratorio contro batteri comuni come Bacillus Subtilis ed Escherichia Coli, oltre a un tipo di muffa chiamata Trichoderma harzianum. L'obiettivo di questo studio è vedere quanto bene questi peptidi della pelle delle rane possano funzionare contro questi germi.
Importanza dei batteri e dei funghi
Bacillus subtilis è un batterio gram-positivo che viene spesso studiato in laboratorio per le sue caratteristiche genetiche e fisiche. Serve come modello utile per capire come crescono e si sviluppano i batteri. D'altra parte, Escherichia coli è un batterio gram-negativo che viene frequentemente utilizzato nella ricerca per misurare quanto siano efficaci i nuovi trattamenti antimicrobici. Valutare quanto bene funzionano gli AMP contro questi batteri può fornire informazioni importanti sul loro potenziale come trattamenti efficaci.
Trichoderma harzianum è una muffa che gioca un ruolo nell'agricoltura e può resistere a molti farmaci antifungini tradizionali. Essere in grado di uccidere o inibire questa muffa è importante sia per l'agricoltura che per l'ambiente. Tuttavia, c'è ancora molto da imparare su come gli AMP possano influenzare funghi come T. harzianum. Questo studio mira a colmare quella lacuna esaminando quanto siano efficaci Magainin 1, Magainin 2 e Bombesin contro questa muffa.
Meccanismo dei peptidi antimicrobici
La ricerca mostra che gli AMP funzionano rompendo le membrane cellulari dei microbios dannosi. Questo porta alla morte dei batteri o dei funghi. Questa azione è diversa da come funzionano gli antibiotici tradizionali, che spesso prendono di mira processi specifici all'interno dei batteri. Grazie al loro modo unico di attaccare i germi, gli AMP potrebbero non portare allo stesso livello di resistenza che fanno gli antibiotici tradizionali.
Date le loro proprietà a largo spettro e la capacità di uccidere i germi, peptidi come Magainin 13, Magainin 24 e Bombesin sono candidati promettenti per nuovi tipi di trattamenti mirati a infezioni causate da batteri resistenti agli antibiotici.
Progettazione dello studio
Lo studio ha coinvolto una serie di esperimenti per testare quanto bene i peptidi derivati dalla pelle delle rane funzionano contro Bacillus subtilis, Escherichia coli e Trichoderma harzianum. I ricercatori hanno testato diverse quantità di ciascun peptide per vedere come il dosaggio influisce sulla loro capacità di inibire la crescita di questi germi. Hanno anche incluso l’ampicillina, un antibiotico comune, come controllo per confrontare la sua efficacia con quella dei peptidi della pelle delle rane.
Per Bacillus subtilis, gli scienziati hanno sparso i batteri su piastre di agar e applicato diverse quantità di peptidi. Le zone chiare risultanti attorno ai punti di applicazione hanno mostrato dove la crescita batterica è stata fermata. Lo stesso metodo è stato usato per Escherichia coli, con osservazioni e misurazioni simili delle zone di inibizione.
Per Trichoderma harzianum, è stata usata la stessa tecnica per vedere quanto bene i peptidi potessero inibire la crescita di questa muffa. I ricercatori hanno documentato le loro osservazioni per valutare gli effetti antifungini.
Risultati dell'efficacia antimicrobica
Contro Bacillus subtilis
La ricerca ha mostrato che Magainin 1, Magainin 2 e Bombesin erano efficaci nell'inibire la crescita di Bacillus subtilis. I risultati hanno mostrato una chiara relazione tra quanto peptide è stato usato e quanto bene ha funzionato. Per esempio, usando 1,5 µL di Magainin 1 non si è avuta inibizione, mentre usando 10 µL si è ottenuta una zona chiara più grande dove i batteri non potevano crescere. Magainin 2 è stato il più efficace, producendo zone di inibizione più grandi a tutti i volumi testati rispetto agli altri peptidi e persino al controllo antibiotico.
Contro Escherichia coli
Quando testati contro Escherichia coli, i peptidi della pelle delle rane hanno mostrato anch'essi un'efficacia significativa. I risultati hanno indicato che i peptidi funzionavano meglio a volumi più alti. Ad esempio, Magainin 2 ha prodotto risultati impressionanti, con zone di inibizione più grandi man mano che il volume aumentava. Le prestazioni di questi peptidi erano simili o addirittura migliori rispetto all'ampicillina, indicando il loro potenziale come alternative nel trattamento delle infezioni causate da E. coli.
Contro Trichoderma harzianum
Tuttavia, quando si è trattato di Trichoderma harzianum, lo studio non ha trovato zone di inibizione chiare usando i peptidi delle rane, suggerendo che potrebbero non essere efficaci contro questa muffa nelle condizioni testate. L'assenza di zone ha indicato che la muffa potrebbe resistere sia ai peptidi che agli antibiotici testati.
Analisi dell'efficacia antimicrobica
Lo studio ha evidenziato l'importante attività antibatterica dei peptidi della pelle delle rane contro Bacillus subtilis. Hanno dimostrato un'efficacia comparabile agli antibiotici tradizionali come l'ampicillina. Magainin 2 è stato particolarmente notevole, poiché ha mostrato una maggiore inibizione rispetto all'ampicillina in alcuni casi.
Quando si è trattato di Escherichia coli, i peptidi hanno di nuovo mostrato risultati promettenti. Concentrationen più alte di Magainin 2 hanno eguagliato o superato le prestazioni dell'ampicillina, sottolineando il potenziale di questi peptidi naturali come agenti antimicrobici efficaci.
D'altra parte, le capacità antifungine contro Trichoderma harzianum sono state meno riuscite. La muffa ha mostrato resistenza agli AMP e non sono state osservate zone chiare di inibizione. Questo suggerisce che, mentre i peptidi potrebbero funzionare bene contro alcuni batteri, potrebbero aver bisogno di ulteriori studi o di una formulazione diversa per combattere efficacemente le infezioni fungine.
Conclusione
Questo studio sottolinea il potenziale dei peptidi derivati dalla pelle delle rane come Magainin 2 e Bombesin come trattamenti efficaci contro batteri gram-positivi come Bacillus subtilis e dimostra la loro efficacia antibatterica dipendente dal dosaggio. Tuttavia, le loro prestazioni contro batteri gram-negativi come Escherichia coli sono state meno pronunciate e hanno mostrato una capacità limitata di influenzare la crescita di muffe come Trichoderma harzianum.
La crescente preoccupazione per la resistenza agli antibiotici rende cruciale trovare soluzioni alternative. I risultati di questo studio suggeriscono che i peptidi naturali potrebbero servire come trattamenti efficaci o integratori insieme agli antibiotici tradizionali. È necessaria ulteriore ricerca per esplorare ulteriormente il loro potenziale, in particolare nello sviluppo di strategie antifungine efficaci. I risultati contribuiscono alla comprensione di come i prodotti naturali possano essere sfruttati nella lotta contro le infezioni batteriche e la sfida posta dai germi resistenti agli antibiotici.
Titolo: Antimicrobial Profile from Frog Skin Peptides
Estratto: This study evaluates the antimicrobial efficacy of frog skin-derived peptides Magainin 1, Magainin 2, and Bombesin against Bacillus subtilis, Escherichia coli, and Trichoderma harzianum. Experimental setups involved uniform inoculation of the microorganisms on 20 mL agar plates, treated with varying volumes (1.5 {micro}L, 5 {micro}L, and 10 {micro}L) of each peptide (10 mg/mL). For Bacillus subtilis, Magainin 2, and Bombesin demonstrated significant antibacterial activity, with inhibition zones increasing in size proportionally to the peptide volumes. Magainin 2 showed the highest efficacy, surpassing ampicillin at higher volumes. In Escherichia coli, similar dose-dependent antibacterial effects were observed, with Magainin 2 again showing superior performance, matching or exceeding the inhibition zones of ampicillin. Notably, Magainin 2, and Bombesin exhibited antifungal activity against Trichoderma harzianum with Amphotericin resistance. These antibacterial peptides show inhibitory activity on fungi, gram-positive higher than gram-negative bacteria. These findings highlight the potential of Magainin 2, and Bombesin as antimicrobial agents except of Magainin 1.
Autori: Yan Chi, Y. Zhang, X. Wang, F. Li, Z. Zhang
Ultimo aggiornamento: 2024-07-03 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.03.600345
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.03.600345.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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