Influência do peptídeo P34 na expressão gênica em Listeria spp. e estudo da citotoxicidade dos peptídeos P34 e P40

Abstract

Neste estudo foram realizados inicialmente, experimentos para avaliar a ação sinérgica do peptídeo antimicrobiano P34 com sobrenadantes de culturas de algumas bactérias lácticas selecionadas e isoladas de queijo Minas Frescal. Foi investigada a influência deste peptídeo na expressão de genes em L. monocytogenes e L. seeligeri, sua citotoxicidade em diferentes células eucarióticas e toxicidade “in vivo”. Também foram realizados alguns testes para avaliar a citotoxicidade do peptídeo antimicrobiano P40. A adição do peptídeo P34 no queijo provocou uma diminuição de até 3 ciclos logarítmicos na contagem de células viáveis de L. monocytogenes inoculada artificialmente. Um aumento significativo na expressão dos genes dltA, Imo 1695 e mptA de L. monocytogenes foi observado após 96 h com a presença do peptídeo P34 no queijo. A influência do peptídeo P34 na expressão de genes associados aos componentes do envelope celular de L. monocytogenes e L. seeligeri, promoveu um aumento não significativo nos níveis de transcrição de genes dltA, Imo1695 e mptA observados em L. monocytogenes após inoculação em placas e incubação por 24 h a 37°C ou 240 h a 4°C. Em L. seeligeri uma diminuição significativa na expressão do gene dltA foi observada. Os genes Imo1695 e mptA demonstraram uma diminuição significativa de sua expressão (2000 e 31872 vezes, respectivamente) na presença do peptídeo P34 e incubação por 24 h a 37°C. A inoculação da placa com o peptídeo P34 e incubação por 240 h a 4ºC não promoveu diminuição significativa da expressão do gene mptA. A citotoxicidade dos peptídeos P34 e P40 foi avaliada em células VERO, tratadas com diferentes concentrações (0,02 - 2,5 μg ml-1). Nos ensaios de MTT, NRU e LDH as EC50 para o peptídeo P34 foram 0.60, 1.25, 0.65 μg ml-1 e do peptídeo P40 foram 0,30, 0,51 e 0,57 μg ml-1, respectivamente. A atividade hemolítica em eritrócitos humanos foi de (5,8%) e (19%), respectivamente. Os efeitos sobre a viabilidade, motilidade e exocitose acrossomal de espermatozóides humanos também foram avaliadas para o peptídeo P34. Não houve reações de hipersensibilidade ou aumento significativo de títulos de anticorpos durante os experimentos imunogenicidade ou morte dos animais durante experimentos de toxicidade aguda ou subcrônica. A DL50 foi superior a 332,3 ± 0,76 mg/kg. Não foram observadas alterações significativas nos parâmetros bioquímicos séricos nos animais tratados com o peptídeo P34. Não foram detectados sinais de possível toxicidade nos animais do grupo tratado com 0,825 mg/ kg/dia do peptídeo P34. Neste grupo apenas alterações histológicas no baço com a presença de megacariócitos foram observadas. A partir destes resultados evidencia-se o potencial do peptídeo P34 para ser utilizado como bioconservante em alimentos.

In this study initial experiments were performed to evaluate synergistic action of the antimicrobial peptide P34 and culture supernatants of some selected lactic acid bacteria isolated from Minas Frescal cheese. The influence of this peptide in the expression of genes in L. monocytogenes and L. seeligeri, their cytotoxicity in differents eukaryotic cells and “in vivo” toxicity was investigated. Also, some tests were carried out o evaluate the cytotoxicity of the antimicrobial peptide P40. The peptide P34 caused a decrease of up to 3 log cycles in viable counts of L. monocytogenes artificially inoculated in cheese. A significant increase in expression of genes dltA, Imo1695 mptA of L. monocytogenes was observed after 96 h incubation of the peptide P34 in cheese. The influence of peptide P34 on the expression of genes associated to components of cell envelope of L. monocytogenes and L. seeligeri, promoted a non significant increase in the levels of transcription of genes dltA, Imo1695 and mptA were observed after incubation of L. monocytogenes for 24 hs at 37°C and 240 hs at 4°C in plates. In L. seeligeri a significant decrease was observed in gene expression dltA. The gene Imo1695 showed a significant decrease in its expression (2000-fold) after inoculation with the peptide P34. A significant decrease of expression was also observed for the gene mptA (31872 - times) after inoculation with the peptide P34 and incubation for 24 hours at 37°C. The inoculation of the plate with the P34 peptide and incubated for 240 hrs at 4°C, showed a non-significant decrease of gene expression. The cytotoxicity of the peptide P34 and P40 was assessed in VERO cells treated with different concentrations (0.02 - 2.5 μg ml- 1). In MTT, NRU and LDH assays the EC50 to the peptide P34 were 0.60, 1.25, 0.65 μg ml-1 and the peptide P40 were 0.30, 0.51 and 0.57 μg ml-1, respectively. The hemolytical activity on human erythrocytes was of (5.8%) and (19%), respectively. The effects on viability, motility and acrosomal exocytosis of humam sperm were also evaluated for peptideP34. There were no hypersensitivity reactions or significant increase in antibody titer during the immunogenicity experiment or death of animals during the acute or subchronic toxicity tests. The LD50 was more the 332.3 ± 0.76 mg/kg. No significant changes in the serum biochemical parameters were observed in the animals treated with the peptide P34. Signs of possible toxicity were no detected in animals in the group treated with 0.825 mg/kg day of peptide P34. In this group only histological changes in the spleen with the presence of megakaryocytes were observed. From these results show the potential o peptide P34 to be used in future as biopreservative in foods.