Interacciones péptido-lípido: una nueva alternativa de fármacos antimicrobianos

RESUMEN

Debido a su naturaleza anfifílica y enorme diversidad estructural, los lípidos son moléculas que, una vez empaquetadas en fase acuosa, forman membranas bilamelares que poseen propiedades electromecánicas de gran relevancia para la célula. En bacterias y otros microorganismos patógenos, el estudio de los factores que determinan la integridad de sus membranas resulta crucial para el desarrollo de antibióticos de última generación, ya que el uso indiscriminado de antibióticos convencionales como la penicilina y la estreptomicina ha favorecido el desarrollo de resistencia bacteriana en una gran cantidad de géneros patogénicos. Esto ha llevado a reforzar la investigación para encontrar alternativas terapéuticas más efectivas y menos convencionales. El descubrimiento de péptidos y lipopéptidos antimicrobianos naturales ha llamado poderosamente la atención debido a que, gracias a sus interacciones con las membranas biológicas, facilitan la desestabilización de la integridad de las bicapas mediante formación de poros acuosos y dispersión de la interfase acuosa, entre otras acciones. Estos efectos dependen directamente de la capacidad que tienen estas biomoléculas de actuar de forma selectiva en membranas de mamíferos, plantas, hongos y diversos tipos de bacterias. La actividad de estos péptidos depende directamente de las propiedades mecánicas y electrostáticas de las membranas, siempre en función de su composición lipídica. Entender estos fenómenos a nivel de la nanoescala, podría contribuir al diseño de estrategias para el desarrollo racional de agentes terapéuticos con gran potencial para eludir los mecanismos de resistencia bacteriana asociados al uso de antibióticos convencionales.

ABSTRACT

Due to their amphiphilic nature and huge structural diversity, lipids are molecules that, once packed in the aqueous phase, form bilamellar membranes that have electromechanical properties of great relevance for the cell. In bacteria and other pathogenic microorganisms, the study of factors that determine the integrity of their membranes is crucial for the development of next-generation antibiotics since the indiscriminate use of conventional antibiotics such as penicillin and streptomycin has favored the development of resistance bacteria in many pathogenic genera. This has led to reinforce research to find more effective and less conventional therapeutic alternatives. The discovery of natural antimicrobial peptides and lipopeptides has attracted great attention because, thanks to their interactions with biological membranes, they facilitate the destabilization of bilayer integrity through the formation of aqueous pores and dispersion of the aqueous interface, among other actions. These effects depend directly on the ability of these biomolecules to act selectively on the membranes of mammals, plants, fungi, and several types of bacteria. The activity of these peptides directly depends on the mechanical and electrostatic properties of the membranes, always depending on their lipid composition. Understanding these phenomena at the nanoscale level could contribute to the design of strategies for the rational development of therapeutic agents with great potential to circumvent bacterial resistance mechanisms associated with the use of conventional antibiotics.