| Área: | Biofisicoquímica y Bioquímica Estructural |
| Grupo de Trabajo/Laboratorio: | Propiedades biofisicoquímicas de membranas celulares |
| Nombre y Apellido: | Natalia Wilke |
| Cargo docente: | Profesora Titular, dedicación exclusiva |
| Categoría CIC CONICET: | Investigadora Principal |
| Integrantes: | Matías Crosio, becario posdoctoral de CONICET, profesor auxiliar DS Candelaria Bertolino, becaria posdoctoral de FONCyT, profesora auxiliar DS Stefania Vargas, becaria doctoral de CONICET, profesora auxiliar DS Ivan Felsztyna, becario posdoctoral de CONICET Candelaria Cámara, Investigadora Asistente con lugar de trabajo en el INFIQC, profesora auxiliar DS Georgina Domini, estudiante de grado en la FCQ Marco Astudillo, estudiante de grado en la FCQ Camila Nieva, estudiante de grado en la FCQ |
| Descripción: | Diversos organismos secretan péptidos capaces de interaccionar con alta afinidad con membranas lipídicas, y en algunos casos actuar como antimicrobianos (AMPs por sus siglas en ingles). Dichos péptidos pueden tener diferente carga, ser cíclicos o lineales, o poseer una cadena acilo. En el ultimo caso se los denomina lipopéptidos. Estos péptidos forman parte del sistema de defensa de los organismos, y ejercen su actividad antimicrobiana primariamente a través de mecanismos que involucran la desestabilización de la membrana. Esto lleva a que sea menos probable que las bacterias adquieran resistencia a estos péptidos que a los antibióticos tradicionales. Por ello se proponen como sustitutos a los antibióticos tradicionales, o bien se propone su uso en tratamientos combinados con los tradicionales. Las membranas biológicas, tanto la plasmática como las internas, están compuestas por una amplia variedad de especies lipídicas y proteicas, que forman estructuras cuasi-bidimensionales y son un claro ejemplo de sistema con propiedades emergentes, en donde la mezcla de los componentes casi nunca muestran comportamientos intermedios entre el de las partes, y sus interacciones laterales son comúnmente no ideales, lo que lleva a la presencia de heterogeneidades o parches de diferente composición y propiedades. Por ello, actualmente se visualiza a las membranas como estructuras globalmente fluidas y ordenadas, con una estructura del tipo patch-work, encontrándose regiones de diferente composición y consecuentemente, diferentes propiedades electrostáticas y mecánicas. Estas heterogeneidades son altamente dinámicas y de tamaños variables, desde el nanómetro hasta el micrómetro, dependiendo del tipo de célula y de su estadío/estimulación. Se ha demostrado que diferentes organismos regulan la composición lipídica de sus membranas (largo de cadena y tipo de lípido) de forma tal de permanecer en este estado estado fluido y al mismo tiempo ordenado ante cambios en el medio-ambiente. El efecto de los AMPs es dosis-dependiente, con umbrales de concentración diferentes para distintas células. Aun no se conoce con precisión a que se debe la selectividad de los péptidos a la membrana de la bacteria blanco, y porque no actúan de forma similar sobre las células de mamífero, pero parece estar comandado por la composición y propiedades de la bicapa lipídica, además de las características del anfifilo. En este contexto, hay estudios que indican algunas cepas bacterianas modifican la composición lipídica de su membrana cuando son expuestas a cantidades subletales de diferentes biosurfactantes. Estos estudios no han sido acompañados por estudios de las propiedades biofísicas de las mismas y es en este punto en que que nos enfocamos en el grupo de investigación. Queremos conocer cuales propiedades de la membrana son relevantes para la interacción y posterior acción del péptido, y cómo varían estas propiedades en presencia de concentraciones subletales. Si bien parece haber un gran potencial para el uso de biosurfactantes en varios campos, su empleo queda supeditado a la minimización de los efectos adversos, principalmente sobre células no-objetivo. Es por esto que resulta imprescindible comprender en profundidad el mecanismo de acción sobre diferentes membranas y optimizar la selectividad del biosurfactante hacia la membrana del organismo objetivo. |
| Resumen: | Nuestro objetivo es comprender la interacción entre péptidos antimicrobianos y membranas celulares de diversos organismos, proponiendo que el mecanismo de acción depende de las propiedades biofísicas de la membrana. |
| Contacto: | natalia.wilke@unc.edu.ar https://ciquibic.org.ar/wilke-natalia/ |