Synthesis of labeled peptides and study by EPR methods of their interaction with biological membranes

I peptide antimicrobici (AMPs) sono stati proposti come possibili molecole antitumorali, poiché alcuni studi hanno evidenziato la capacità di alcuni AMPs di attaccare selettivamente alcune cellule tumorali; gli AMPs sono promettenti in quanto il loro meccanismo di azione, che prevede un attacco aspecifico sulle membrane cellulari, premette di superare lo sviluppo di resistenza ai convenzionali farmaci antibiotici ed antitumorali. La Tricogina GA IV (TG) appartiene alla famiglia dei lipopeptaibolici, una classe di peptidi antimicrobici, la cui sequenza è caratterizzata dalla presenza di alfa-ammino acidi tetrasostituiti. Diversamente da quanto osservato per altre classi di AMPs, i lipopeptaibolici sono particolarmente resistenti all’idrolisi enzimatica. Lo scopo del presente lavoro di tesi è lo studio dell’interazione peptide-membrana nel caso di cellule sane e tumorali. Infatti, la capacità di questi peptidi di perturbare le membrane è probabilmente alla base della selettività per le cellule tumorali che alcuni di essi hanno mostrato. Di primaria importanza è stato eseguire la maggior parte degli esperimenti in condizioni fisiologiche, in quanto le proprietà delle membrane a temperatura fisiologica sono tra i principali determinanti dell’interazione peptide-membrana. In questo studio sono state utilizzate diverse tecniche. Le caratteristiche strutturali degli analoghi della TG sono state quantificate per poter sviluppare un design razionale di nuovi analoghi che presentassero caratteristiche strutturali differenti. I risultati di tossicità degli analoghi della TG su cellule sane e tumorali hanno evidenziato che è in effetti possibile modulare l’attività di questi peptidi verso cellule le cui membrane presentano diversa composizione. Tramite microscopia di fluorescenza si è osservato come questi peptidi si localizzino sulle membrane cellulari. La Risonanza Paramagnetica Elettronica (EPR) è una tecnica spettroscopia versatile che è stata utilizzata per determinare quale fosse l’affinità di peptidi marcati con sonde paramagnetiche per diversi sistemi membrano-mimetici e per membrane cellulari; inoltre è stata determinata l’orientazione che tali peptidi assumono quando immersi in un doppio strato fosfolipidico. I risultati ottenuti sono promettenti ed hanno evidenziato che è possibile correlare modifiche strutturali con variazioni nella tossicità degli analoghi della TG.