Natural Antimicrobial Peptides as Inspiration for Design of a New Generation Antifungal Compounds

Bondaryk, Małgorzata; Staniszewska, Monika; Zielińska, Paulina; Urbańczyk‐Lipkowska, Zofia

doi:10.3390/jof3030046

Cited by 100 publications

(83 citation statements)

References 230 publications

(426 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Najnowsze doniesienia literaturowe wskazują, że właściwe wykorzystanie katelicydyn lub odpowiednia stymulacja ich endogennej biosyntezy w organizmie, może przyczynić się do zniwelowania zagrożenia ze strony chorobotwórczych bakterii [5,22,23,26,27] oraz grzybów [28]. Infekcje C. albicans są istotnym problemem epidemiologicznym, a około połowa populacji to stali nosiciele tego grzyba.…”

Section: Katelicydynyunclassified

Antimicrobial peptides as an alternative to traditional antibiotic therapy

Rogóż¹,

Rech²,

Sypniewski³

et al. 2019

Farm Pol.

View full text Add to dashboard Cite

Tom 75 · nr 2 · 2019 84 antybiotyki, jak również modyfikować chemicznie znane antybiotyki naturalne, dając początek ich półsyntetycznym pochodnym. Swoboda w dostępie i brak kontroli nad ich stosowaniem szybko doprowadziły -zaledwie po upływie około 20 lat -do końca tak zwanej "złotej ery antybiotyków". Zaczęły pojawiać się nowe szczepy bakterii, przeciwko którym znane antybiotyki i chemioterapeutyki okazywały się nieskuteczne. Wśród wielu przyczyn tego zjawiska wymienia się przede wszystkim nadużywanie antybiotyków w terapii czy stosowanie antybiotyków jako dodatków do paszy zwierząt [1,2]. Obecnie obserwujemy alarmujące tempo narastania zjawiska antybiotykooporności [3]. Aby mu przeciwdziałać, konieczne jest między innymi poszukiwanie nowych związków czynnych, które zastąpią nieskuteczne obecnie antybiotyki, zwiększą ich aktywność lub uniemożliwią bakteriom wykorzystanie wykształconych mechanizmów oporności. Taką grupą związków mogą być peptydy przeciwdrobnoustrojowe AMP (ang. AMPs -antimicrobial peptides). Do AMP o największej aktywności i znaczeniu należą defensyny i katelicydyny. Są to metabolity syntetyzowane zarówno przez organizmy prokariotyczne, jak i eukariotyczne, stanowiąc element obrony nieswoistej organizmu. W obrębie poszczególnych grup peptydy te wykazują podobne cechy i umożliwiają niszczenie patogenów i/lub oddziałują na inne mechanizmy obronne organizmu [4]. Liczne zwierzęta, takie jak waran, diabeł tasmański czy panda wielka, syntezują AMP o bardzo obiecujących właściwościach, nadających im potencjalnie możliwość wykorzystania w terapii. Celem niniejszego artykułu jest charakterystyka peptydów przeciwdrobnoustrojowych, głównie z grupy defensyn i katelicydyn oraz Wstęp Nieświadome wykorzystywanie naturalnych produktów zawierających antybiotyki (np. w postaci spleśniałych produktów sojowych używanych w starożytnych Chinach do oczyszczania ran) towarzyszy człowiekowi od początków rozwoju cywilizacji. Naukowe wyjaśnienie zjawiska antybiozy nastąpiło na przełomie XIX i XX w., a pierwszym antybiotykiem wyizolowanym w czystej postaci była penicylina, odkryta w 1928 r. przez Aleksandra Fleminga. Od tego momentu naukowcy zaczęli poszukiwać i odkrywać nowe

show abstract

Section: Katelicydynyunclassified

Antimicrobial peptides as an alternative to traditional antibiotic therapy

Rogóż¹,

Rech²,

Sypniewski³

et al. 2019

Farm Pol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Antimicrobial peptides (AMPs) have been identified in virtually all organisms and have diverse structures and functions, such as antimicrobial and immunomodulatory activities [4][5][6][7][8]. Because AMPs exhibit broad-spectrum activity against microorganisms and insusceptibility to conventional drug resistance mechanisms, AMPs are promising candidates for the development of new antifungal drugs [9][10][11][12][13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The interaction between Carbohydrates and the Antimicrobial Peptide P-113Tri is Involved in the Killing of Candida albicans

2020

View full text Add to dashboard Cite

The emergence of drug resistance to Candida albicans is problematic in the clinical setting. Therefore, developing new antifungal drugs is in high demand. Our previous work indicated that the antimicrobial peptide P-113Tri exhibited higher antifungal activity against planktonic cells, biofilm cells, and clinical isolates of Candida species compared to its parental peptide P-113. In this study, we further investigated the difference between these two peptides in their mechanisms against C. albicans. Microscopic examination showed that P-113 rapidly gained access to C. albicans cells. However, most of the P-113Tri remained on the cell surface. Moreover, using a range of cell wall-defective mutants and competition assays, the results indicated that phosphomannan and N-linked mannan in the cell wall are important for peptide binding to C. albicans cells. Furthermore, the addition of exogenous phosphosugars reduced the efficacy of the peptide, suggesting that negatively charged phosphosugars also contributed to the peptide binding to the cell wall polysaccharides. Finally, using a glycan array, P-113Tri, but not P-113, can bind to other glycans commonly present on other microbial and mammalian cells. Together, these results suggest that P-113 and P-113Tri have fundamental differences in their interaction with C. albicans and candidacidal activities.

show abstract

“…Existing within nature as mediators of the innate immune response, they are particularly promising given they possess multiple microbial targets, thereby reducing chance of resistance development. Microbial targets include fungal membranes and molecules involved within intracellular biomolecular processes such as protein replication and DNA synthesis [17]. Key to antimicrobial efficacy and selectivity is the hydrophobic: charge balance of the peptide motif, which ultimately defines membrane interactions and surfactant-like activity [18].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ultrashort Self-Assembling Peptide Hydrogel for the Treatment of Fungal Infections

Albadr¹,

Coulter²,

Thakur³

et al. 2018

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

The threat of antimicrobial resistance to society is compounded by a relative lack of new clinically effective licensed therapies reaching patients over the past three decades. This has been particularly problematic within antifungal drug development leading to a rise in fungal infection rates and associated mortality. This paper highlights the potential of an ultrashort peptide, (naphthalene-2-ly)-acetyl-diphenylalanine-dilysine-OH (NapFFKK-OH), encompassing hydrogel-forming and antifungal properties within a single peptide motif, thus overcoming formulation (e.g. solubility, drug loading) issues associated with many current employed highly hydrophobic antifungals. A range of fungal susceptibility (colony counts) and cell cytotoxicity (MTS cell viability, LIVE/DEAD staining® with fluorescent microscopy, haemolysis) assays were employed. Scanning electron microscopy confirmed the nanofibrous architecture of our self-assembling peptide, existing as a hydrogel at concentrations of 1% w/v and above. Broad-spectrum activity was demonstrated against a range of fungi clinically relevant to infection (Aspergillus niger, Candida glabrata, Candida albicans, Candida parapsilosis and Candida dubliniensis) with greater than 4 log10 CFU/mL reduction at concentrations of 0.5% w/v and above. We hypothesise antifungal activity is due to targeting of anionic components present within fungal cell membranes resulting in membrane disruption and cell lysis. NapFFKK-OH demonstrated reduced toxicity against mammalian cells (NCTC 929, ARPE-19) suggesting increased selectivity for fungal cells. However, further studies relating to safety for systemic administration is required, given the challenges toxicity has presented in the wider context of antimicrobial peptide drug development. Overall this study highlights the promise of NapFFKK-OH hydrogels, particularly as a topical formulation for the treatment of fungal infections relating to the skin and eyes, or as a hydrogel coating for the prevention of biomaterial related infection.

show abstract

Natural Antimicrobial Peptides as Inspiration for Design of a New Generation Antifungal Compounds

Cited by 100 publications

References 230 publications

Antimicrobial peptides as an alternative to traditional antibiotic therapy

Antimicrobial peptides as an alternative to traditional antibiotic therapy

The interaction between Carbohydrates and the Antimicrobial Peptide P-113Tri is Involved in the Killing of Candida albicans

Ultrashort Self-Assembling Peptide Hydrogel for the Treatment of Fungal Infections

Contact Info

Product

Resources

About