miniaturadeimagen|193x193px|alt=|Expansión de las vacuolas y deformación de Candida albicans tras la adición del péptido antimicrobiano Histatina-5. Los péptidos antimicrobianos (en inglés AMPs), también llamados péptidos de defensa del huésped, son proteínas de origen natural que tienen propiedades antibióticas. Son componentes que se han conservado de la respuesta inmune innata en los distintos procesos evolutivos. Estos péptidos han sido fabricados por la naturaleza para actuar como medio de defensa en contra de enfermedades producidas por diversos microorganismos, presentan actividad contra bacterias tanto gram positivas como gram negativas, hongos y virus. Existen una gran cantidad de péptidos antimicrobianos así como una gran variedad de fuentes, se pueden encontrar en plantas, insectos, virus y mamíferos.
Características Los organismos vivos son sistemas abiertos, por lo tanto, están expuestos a numerosas infecciones por distintos patógenos. Es por eso por lo que tienen la necesidad de defenderse de ellos. Esta defensa es gracias al sistema inmunitario, que puede ser adquirido o innato. Por un lado, están las barreras físicas, como por ejemplo las capas epiteliales de la piel, del tracto gastrointestinal y de las mucosas. Al mismo tiempo, hay microorganismos que sí pueden ser tolerados, estos se encuentran en la parte externa (superficial), de las capas epiteliales. Pero hay otras zonas, como las vías aéreas donde, a causa del intercambio de gases, podrían producirse complicaciones producidas por estos microorganismos. Es entonces cuando las células epiteliales de estas zonas sintetizan los péptidos antimicrobianos. miniatura |300px |Mecanismos de selectividad de los pépticos antimicrobianos
Los péptidos antimicrobianos (AMP) inhiben el crecimiento o la localización de bacterias, hongos, virus. Los AMP se encuentran entre los mecanismos de defensa de vertebrados, insectos y plantas. Son producidos en distintos tejidos y su clasificación depende de su estructura secundaria: lineales o de hélice alfa. 65px|. Dos ejemplos las cecropinas o las magaininas.
Estructura Respecto a su estructura y composición, los AMP generalmente están constituidos por 12-50aminoácidos. Contienen puentes de disulfuro y fragmentos de otras proteínas más grandes con actividad antibacteriana. Sus características anfipáticas y de tamaño ayudan a la interacción con la bicapa lipídica. Sobre todo en la membrana citoplasmática de patógenos, donde forman poros.
Su rango de acción es muy amplio, desde actividades inmunomoduladoras, propiedades microbicidas hasta reparadores de daños, a partir de la cicatrización. Destaca también la variedad en que actúan, ya sea a partir de la interacción con el patógeno a través de la membrana, afectando los blancos internos, como puede ser la síntesis de proteínas o la replicación del ADN o bien a partir de interactuar con el huésped, como son las distintas funciones inmunomoduladoras de la regulación del proceso inflamatorio y de cicatrización.
De sus características físicas y químicas destacan las relacionadas con la actividad microbicida mencionada. Formar poros en la membrana del patógeno o inhiben el metabolismo bacteriano al integrarse en el citoplasma.
La alteración de los péptidos antimicrobianos en los tejidos puede causar diversos procesos patológicos, incluyendo enfermedades gastrointestinales, respiratorias y Dermatosis . La resistencia de estos péptidos frente a los antibióticos convencionales suele ser menor. Sin embargo, existen distintos mecanismos de resistencia, como la degradación por Proteasas, la liberación de proteínas inhibidoras o cambios en la conformación de la membrana externa del patógeno.
Historia En 1922 Alexander Fleming identificó el primer AMP y lo llamó lisozima.
En la década de 1960 se identificó la brombinina en ranas y la lactoferrina en la leche. En 1981 Hans Boman con el descubrimiento de 'cecropinas' fue el primer informe de AMP α-helicoidales.En 1987 Zasloff aisló y caracterizó AMP catiónicos, llamados magaininas de la rana africana. En la década de 1990 Hoffmann demostró que la ablación genética de la síntesis de AMP hizo que la mosca de la fruta fuera susceptible a una infección fúngica masiva, primera evidencia del papel crítico de los AMP en la defensa del huésped de los insectos.En la década de 1990, el campo de los péptidos antimicrobianos se expandió rápidamente y se informaron más de 300 péptidos.
En 1994 se aisladaron AMP en la piel de mamíferos y la generación posterior de ratones deficientes en una de estas catelicidinas, que demostró la relevancia de los AMP para la defensa del huésped mamífero.
En 2016 se habían depositado más de 2500 AMP en la base de datos de péptidos antimicrobianos (Antimicrobial Peptide Database).
En 2017 el grupo Ciências Genômicas e Biotecnologia de la Universidade Católica de Brasília publicó «Herramientas computacionales para explorar bases de datos de secuencias como recurso para péptidos antimicrobianos» que establecía la identificación de péptidos antimicrobianos (AMP) en bases de datos. Según el origen de su secuencia de aminoácidos, los AMP se dividían en: naturales, encriptados y diseñados.
En 2021 la base de datos de AMP el Data Repository of Antimicrobial Peptides (DRAMP), ha informado 3791 AMP de seis reinos, incluyendo 431 de bacterias, 4 de arqueas, 7 de protozoos, 6 de hongos, 824 de plantas y 2519 de animales. En 2025 el número era de 26.366 AMP. En 2026 las entradas eran 32.296.Ma T, Liu Y, Yu B, Sun X, Yao H, Hao C, Li J, Nawaz M, Jiang X, Lao X, Zheng H.; DRAMP 4.0: an open-access data repository dedicated to the clinical translation of antimicrobial peptides. Nucleic Acids Research, Volume 53, Issue D1, 6 January 2025, Pages D403-D410. PMID: 39526377
Clasificación
Los péptidos antimicrobianos (AMP) se pueden clasificar para su estudio, en función de sus características y estructura secundaria. Los AMP también pueden ser clasificados en función del organismo que los sintetiza. Otra forma es por su método de síntesis: péptidos antimicrobianos de síntesis ribosómica o péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosómica.Dependiendo de su objetivo, los AMP se pueden clasificar como péptidos antibacterianos, antifúngicos, antiparasitarios y antivirales.
Por su estructura secundaria los péptidos AMP incluyen dos o más residuos cargados positivamente, la estructura se divide entre: los AMP que presentan hélice alfa (α), los AMP que presentan lámina beta (β) atribuida a la presencia de 2 o más enlaces disulfuro, los AMP que presentan estructura tipo loop debido a la presencia de enlace disulfuro sencillo y/o cilización de la cadena peptídica y los AMP que presentan estructura extendida.
Estructura secundaria+Tipo/CargaCaracterísticasEjemplosImagenAMPs aniónicos Pequeño tamaño (721.6 - 823.8 Da) Ricos en ácido glutámico y aspartámico Requieren Zn como cofactor para desarrollar su actividad antimicrobiana Activos contra bacterias Gram + y Gram -Maximina (anfibios), dermicidina (humanos)miniaturadeimagen|DermicidinaPéptidos catiónicos lineales de α-hélice Tamaño de unos 40 aminoácidos Estructura secundaria de α-hélice (que determina su actividad bactericida contra Gram + y Gram -) aun cuando se presentan indefinidos en disoluciones acuosas No presentan cisteínaLL-37 (humanos), Magainina, dermaseptina, bombinina, brevinina-1, esculentinas y buforina II (anfibios), pleurocidina (peces), CAP18 (conejos), Cecropin P1 (nemátodos)miniaturadeimagen|MagaininaPéptidos catiónicos enriquecidos por aminoácidos específicos Generalmente lineales Carecen de cisteína Son ricos en aa específicos según el péptido: prolina, arginina, fenilalanina, glicina, triptófano, histidina...Abaecina, apidaecinas (abejas), drosocín (Drosophila), bactenicinas (ovejas), profenina, PR-39 (cerdos), holotripcina (escarabajos), histatina (humano).miniaturadeimagen|IndolicidinaPéptidos aniónicos y catiónicos que contienen cisteína y forman puentes disulfuro Tienen residuos de cisteína Forman puentes disulfuro Estructuras β-plegada establePéptidos con 1 puente disulfuro: brevinina
Péptidos con 2 puentes disulfuro: protegrina (cerdo), taquiplesinas (cangrejo cacerola)
Péptidos con 3 puentes disulfuro: α-defensinas como HBD1, DEFB118 (humano), HNP 1-4miniaturadeimagen|DefensinaPéptidos aniónicos catiónicos, fragmentos de proteínas mayores Fragmentos de proteínas mayores Su actividad en la inmunidad innata no está descritaLactoferricina (de la lactoferrina I), Casodicina (caseína humana), algunos dominios de lactoalbúmina bovina, ovoalbúmina y hemoglobina humanaminiaturadeimagen|Lactoferricina de la lactoferrina I Por la forma en que son sintetizados Péptido antimicrobiano de síntesis ribosómica Péptido antimicrobiano de síntesis no ribosómica. 65px|.
Por el organismo de origen Mamífero, Anfibio (magainina), Insecto (cecropinas), Planta, Virus, Bacteria, (bacteriocins). 65px|.
Funciones asociadas a otras moléculas
Relacionadas con los ácidos nucleicos y las membranas: Hay péptidos antimicrobianos que pueden acumularse en el interior de la célula, uniéndose al ADN, ya que su función no se desarrolla sobre la membrana y por eso la traspasan (como buforín]). Otros, como por ejemplo el ARN polimerasa, pueden inhibir el crecimiento de las bacterias a través de sus interacciones con los ácidos nucleicos. También existen péptidos antimicrobianos que actúan modificando la permeabilidad de la membrana plasmática, alterando así la fluidez o el mecanismo de transporte. Proteínas: otros pueden modificar la síntesis de proteínas, interrumpiendo la incorporación de histidinas y alterando las enzimas que participan en este proceso. Algunos de ellos son: péptido-1, dermaseptín, pleurocidín y PR-39. Algunos otros como el pirrocoricín y el drosocín inhiben la acción de las chaperonas en el plegamiento correcto de las proteínas. La acción de péptidos como PR-39 e indolicín produce la formación de bacterias filamentosas. También se sabe que el péptido nisín (perteneciente a la categoría de bacteriocina) es capaz de bloquear la división celular. Oxígeno: péptidos antimicrobianos más desarrollados, como el microcín j25, actúan alterando la cadena respiratoria mediante la inhibición del consumo de oxígeno. De este modo, estimulan la proliferación de especies que reaccionan con el oxígeno.
Mecanismo de Acción Los mecanismos de acción de los péptidos antimicrobianos son muy diversos por ese motivo también los podemos conocer como medicamentos sucios. Principalmente se distinguen dos tipos de péptidos antimicrobianos según su mecanismo de acción, estos son los péptidos permeabilizadores (afectan a la permeabilidad de la membrana plasmática) y los no permeabilizadores (su acción está relacionada con los ácidos nucleicos, síntesis, translocación y plegamiento de proteína).
Los péptidos permeabilizadores se caracterizan principalmente por su carácter catiónico, asociado con su característica amfipatica (presentar fracciones hidrófobas y fracciones polares que son hidrófilas) por eso su acción está basada en la interacción con la membrana bacteriana, ya que dicha membrana está formada por fosfolípidos aniónicos, con los que establecen interacciones electrostáticas. De este modo pueden introducirse en el interior de la membrana plasmática de manera que las partes hidrófobas de los péptidos interaccionan con las partes hidrófobas de la membrana causando daños que afectan a su la estabilidad.
Encontramos distintos tipos de mecanismos como:
· El mecanismo barril: después de haberse introducido en el interior de la membrana y de haber alcanzado una concentración suficiente los péptidos se colocan perpendicularmente a la membrana creando poros hidrófilos que provocan la pérdida del equilibrio osmótico y del potencial de membrana de los patógenos.