Trans-translation inhibition in ESKAPE bacteria and its perspectives as an antibiotic adjuvant

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Silva, Rodrigo Campos da
Orientador(a): Macedo, Alexandre José
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/257754
Resumo: Hoje em dia estamos ameaçados sob o risco de voltar à era préantibiótica devido à disseminação da resistência antimicrobiana. O ressurgimento da morte por infecções, que eram consideradas facilmente tratáveis, exige a descoberta de novos antibióticos e, mais importante, de novas classes de antibióticos com mecanismos diferentes dos atuais. Nesse contexto, podemos citar o processo de trans-tradução. A trans-tradução é o principal sistema de resgate ribossomal bacteriano que libera o ribossomo parado no final de 3' do RNA e há algum tempo o processo de trans-tradução tem sido considerado como um grande alvo antibiótico, possuindo várias características que o tornam uma boa promessa: i) só está presente em células procarióticas, ii) é onipresente em todos os gêneros de bactérias, iii) não visado pelos antibióticos atuais e iv) é essencial para o fitness bacteriano, pois foi demonstrado que, mesmo que sua ausência não mate as bactérias, cria vários fenótipos diferentes, o que inclui perda de tolerância ao antibiótico ou perda de virulência. Nosso objetivo foi rastrear uma grande biblioteca química em busca de moléculas que visem a trans-tradução e combinálas com antibióticos utilizados na prática médica. Examinamos a Biblioteca Química Francesa (CN - coleção essencial de 1080 compostos) para encontrar moléculas capazes de inibir a trans-tradução. Os experimentos foram realizados conforme previamente publicado por Macé et al e Guyomar et al onde a transtradução foi avaliada in vitro e in vivo (modelo celular). O modelo celular foi realizado utilizando um mutante de Escherichia coli contendo um plasmídeo constituído por genes repórteres que indicavam quando a trans-tradução era inibida. O modelo molecular envolvia a produção de um marcador fluorescente quando a trans-tradução estava ativa, portanto, se a molécula estivesse inibindo a trans-tradução, não haveria fluorescência. Para isso, utilizamos o kit de síntese de proteínas in vitro PURExpressâ da NEB. Após a triagem inicial, foi identificado um potencial hit ("molécula 404") inibindo aproximadamente 50% da transtradução in vitro. A partir desse acerto, 28 derivados foram sintetizados e testados: 6 outros compostos inibiram pelo menos 20% da trans-tradução. A molécula 404 apresentou forte atividade de inibição in vivo com dois de seus derivados mais ativos, PD5 e PD24. Combinações e ensaios de inibição foram realizados contra patógenos ESKAPE com uma variedade de antibióticos. Dentre as 90 combinações testadas, 16 apresentaram redução positiva na concentração inibitória mínima (CIM) do antibiótico em relação ao seu uso isolado. Considerando que todas as bactérias utilizadas estão na lista prioritária da OMS para serem alvo do desenvolvimento de antibióticos e que os antibióticos utilizados estavam na Lista de Medicamentos Essenciais da OMS, a possibilidade de reduzir os perfis de resistência inibindo a trans-tradução merece atenção especial. Este trabalho é a primeira prova de conceito mostrando que os inibidores da trans-tradução podem atuar como adjuvantes de antibióticos para o tratamento de bactérias clinicamente importantes e podem servir como um guia para as possibilidades desse alvo.