| dc.creator | Albernaz, Deborah Trota Farias de | |
| dc.date.accessioned | 2025-06-13T21:06:19Z | |
| dc.date.available | 2025-12-02 | |
| dc.date.available | 2025-06-13T21:06:19Z | |
| dc.date.issued | 2024-12-02 | |
| dc.identifier.citation | ALBERNAZ, Déborah Trota Farias de. Design computacional e caracterização de peptídeos antimicrobianos (AMPs) contra Pseudomonas aeruginosa. 2024. 109 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/16151 | |
| dc.description.abstract | Hospital-acquired infections (HAIs) caused by Pseudomonas aeruginosa represent a
significant global public health threat, especially with the emergence of multidrugresistant
strains that do not respond to any of the available therapies, including
carbapenems. In this context, the development of new therapeutic approaches is
essential. Antimicrobial peptides (AMPs) have emerged as a promising alternative due
to their selective mechanisms of action, including interaction with the bacterial cell
membrane, which complicates the development of resistance. AMPs are characterized
by their structural diversity and versatile actions, exhibiting antibacterial, antifungal,
antiviral, and antitumor potential. The use of computational strategies for the design
and optimization of AMPs has proven effective in identifying new candidates, enabling
the creation of molecules with higher specificity and lower toxicity. In this study, the
TACaPe tool, built on the deep learning Transformer model, was trained to predict 100
new AMPs with antibacterial potential. To target activity against Pseudomonas
aeruginosa, molecular docking analyses were performed on receptors (LasR, RhlR,
and PqsR) related to the bacterium's quorum sensing pathways. The five peptides with
the best computational performance were chemically synthesized and tested for
antibacterial activity against the P. aeruginosa ATCC
®
27853 standard strain in vitro.
The minimum inhibitory concentration (MIC) of the AMPs was determined at
concentrations up to 250 µg/mL. The AMPs demonstrated anti -biofilm activity at
different concentrations, with inhibition values ranging from 23% to 93.4%. Additionally,
two AMPs exhibited synergistic potential with meropenem, reducing the antibiotic's
MIC by up to 9.5-fold. Cytotoxicity and hemolytic activity assays indicated that the
AMPs are potentially safe at concentrations necessary for antibacterial activity. These
findings reinforce the utility of computational tools in the discovery and optimization of
new drugs, highlighting their potential as viable alternatives for treating i nfections
caused by multidrug-resistant P. aeruginosa. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
| dc.rights | RestrictAccess | pt_BR |
| dc.subject | Bioinformática | pt_BR |
| dc.subject | Sinergismo | pt_BR |
| dc.subject | Antibiofilme | pt_BR |
| dc.subject | Quorum sensing | pt_BR |
| dc.subject | Toxicidade | pt_BR |
| dc.subject | Bioinformatics | pt_BR |
| dc.subject | Synergism | pt_BR |
| dc.subject | Antibiofilm | pt_BR |
| dc.subject | Toxicity | pt_BR |
| dc.title | Design computacional e caracterização de peptídeos antimicrobianos (AMPs) contra Pseudomonas aeruginosa | pt_BR |
| dc.title.alternative | Computational design and characterization of antimicrobial peptides (AMPs) against Pseudomonas aeruginosa | pt_BR |
| dc.type | masterThesis | pt_BR |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-3386-7626 | pt_BR |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7438126549906622 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0003-3604-0832 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/0131111340559161 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Kremer, Frederico Schmitt | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6065261074656602 | pt_BR |
| dc.description.resumo | As infecções relacionadas à assistência em saúde (IRAS) causadas por
Pseudomonas aeruginosa representam uma ameaça significativa à saúde pública
global, especialmente com o surgimento de cepas multirresistentes que não
respondem a nenhuma das terapias disponíveis, incluindo os carbapenêmicos. Nesse
contexto, o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas é essencial.
Peptídeos antimicrobianos (AMPs) têm se destacado como uma alternativa
promissora devido aos seus mecanismos de ação seletivos, incluindo a interação com
a membrana celular bacteriana, o que dificulta o desenvolvimento de resistência. Os
AMPs são caracterizados por sua diversidade estrutural e por sua versatilidade de
ação, apresentando potencial antibacteriano, antifúngico, antiviral e antitumoral. A
utilização de estratégias computacionais para o design e a otimização de AMPs tem
se mostrado eficaz na identificação de novos candidatos, permitindo a criação de
moléculas com maior especificidade e menor toxicidade. Neste estudo, a ferramenta
TACaPe, construída com o modelo de aprendizado profundo Transformer, foi treinada
para prever 100 novos AMPs com potencial antibacteriano. Para direcionar a ação
contra Pseudomonas aeruginosa, foram realizas análises de docking molecular em
receptores (LasR, RhlR e PqsR) relacionados às rotas de quorum sensing da bactéria.
Os cinco peptídeos com melhor desempenho nas análises computacionais foram
sintetizados quimicamente e tiveram sua atividade antibacteriana contra a cepa
padrão de P. aeruginosa ATCC
®
27853 avaliada in vitro. A concentração inibitória
mínima (CIM) dos AMPs foi determinada em concentrações de até 250 µg/mL. Os
AMPs demonstraram atividade antibiofilme em diferentes concentrações, com valores
de inibição variando entre 23% e 93,4%. Além disso, dois AMPs apresentaram
potencial sinérgico com o meropenem, reduzindo a CIM do antibiótico em até 9,5
vezes. Ensaios de citoxicidade e atividade hemolítica indicaram que os AMPs são
potencialmente seguros nas concentrações necessárias para a atividade
antibacteriana. Esses resultados reforçam a utilidade das ferramentas computacionais
na descoberta e otimização de novos medicamentos, evidenciando seu potencial
como alternativas viáveis para o tratamento de infecções causadas por P. aeruginosa
multirresistente. | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Hartwig, Daiane Drawanz | |
| dc.subject.cnpq1 | ADMINISTRACAO | pt_BR |
| dc.subject.cnpq2 | SAUDE PUBLICA | pt_BR |