Employment of mastoparan-like peptides to prevent Staphylococcus aureus associated with bovine mastitis.

Autor:	Orozco RMQ; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, Brazil., Oshiro KGN; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, Brazil.; Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Brazil., Pinto IB; Laboratório de Síntese e Transformações de Moléculas Orgânicas, Instituo de Química, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Brazil., Buccini DF; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, Brazil., Almeida CV; Laboratório de Purificação de Proteínas e suas Funções Biológicas, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Brazil., Marin VN; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, Brazil., de Souza CM; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Brasília, Brazil., Macedo MLR; Laboratório de Purificação de Proteínas e suas Funções Biológicas, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Brazil., Cardoso MH; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, Brazil.; Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Brazil.; Laboratório de Purificação de Proteínas e suas Funções Biológicas, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande, Brazil.; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Brasília, Brazil., Franco OL; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, Brazil.; Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Brazil.; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia, Universidade Católica de Brasília, Brasília, Brasília, Brazil.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	Journal of bacteriology [J Bacteriol] 2024 May 23; Vol. 206 (5), pp. e0007124. Date of Electronic Publication: 2024 Apr 17.
DOI:	10.1128/jb.00071-24
Abstrakt:	Bovine mastitis is a frequent infection in lactating cattle, causing great economic losses. Staphylococcus aureus represents the main etiological agent, which causes recurrent and persistent intramammary infections because conventional antibiotics are ineffective against it. Mastoparan-like peptides are multifunctional molecules with broad antimicrobial potential, constituting an attractive alternative. Nevertheless, their toxicity to host cells has hindered their therapeutic application. Previously, our group engineered three mastoparan-L analogs, namely mastoparan-MO, mastoparan-R1, and [I 5 , R 8 ] MP, to improve cell selectivity and potential. Here, we were interested in comparing the antibacterial efficacy of mastoparan-L and its analogs against bovine mastitis isolates of S. aureus strains, making a correlation with the physicochemical properties and structural arrangement changes promoted by the sequence modifications. As a result, the analog's hemolytic and/or antimicrobial activity was balanced. All the peptides displayed α-helical folding in hydrophobic and membrane-mimetic environments, as determined by circular dichroism. The peptide [I 5 , R 8 ] MP stood out for its enhanced selectivity and antibacterial features related to mastoparan-L and the other derivatives. Biophysical approaches revealed that [I 5 , R 8 ] MP rapidly depolarizes the bacterial membrane of S. aureus , causing cell death by subsequent membrane disruption. Our results demonstrated that the [I 5 , R 8 ] MP peptide could be a starting point for the development of peptide-based drugs for the treatment of bovine mastitis, with the advantage of no residue in milk, which would help reduce the use of classical antibiotics.IMPORTANCE Staphylococcus aureus is a leading cause of mastitis, the world's most important dairy cattle disease. The multidrug resistance and zoonotic potential of S. aureus , besides the likelihood of antibiotic residues in milk, are of critical concern to public and animal health. Antimicrobial peptides offer a novel antimicrobial strategy. Here, we demonstrate that [I 5 , R 8 ] MP is a potent and selective peptide, which acts on S. aureus by targeting the bacterial membrane. Therefore, understanding the physicochemical determinants and the modes of action of this class of antimicrobials opens novel prospects for peptide development with enhanced activities in the bovine mastitis context. Competing Interests: The authors declare no conflict of interest.
Databáze:	MEDLINE
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