CZ2021572A3 - Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms - Google Patents

Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms Download PDF

Info

Publication number
CZ2021572A3
CZ2021572A3 CZ2021-572A CZ2021572A CZ2021572A3 CZ 2021572 A3 CZ2021572 A3 CZ 2021572A3 CZ 2021572 A CZ2021572 A CZ 2021572A CZ 2021572 A3 CZ2021572 A3 CZ 2021572A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
peptides
antimicrobial
antimicrobial peptides
seq
biofilm
Prior art date
Application number
CZ2021-572A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ309667B6 (en
Inventor
Kristýna Boušová
Ph.D. MBA Boušová Kristýna RNDr.
Jiří Vondrášek
Vondrášek Jiří doc., Ph.D.
Veronika Vetýšková
Veronika Ing. Vetýšková
Petra Kašparová
Petra Ing. Kašparová
Jan Masák
Masák Jan prof., Ph.D.
Olga Maťátková
Maťátková Olga doc., Ph.D.
Miroslav Hájek
Hájek Miroslav Mgr., Ph.D.
Lucie BEDNÁROVÁ
Lucie Bednárová
Original Assignee
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ăšstav organickĂ© chemie a biochemie AV ÄŚR, v. v. i., Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i., Vysoká škola chemicko-technologická v Praze filed Critical Ăšstav organickĂ© chemie a biochemie AV ÄŚR, v. v. i.
Priority to CZ2021-572A priority Critical patent/CZ2021572A3/en
Priority to PCT/CZ2022/050133 priority patent/WO2023109991A1/en
Publication of CZ309667B6 publication Critical patent/CZ309667B6/en
Publication of CZ2021572A3 publication Critical patent/CZ2021572A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4723Cationic antimicrobial peptides, e.g. defensins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/02Stomatological preparations, e.g. drugs for caries, aphtae, periodontitis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/08Linear peptides containing only normal peptide links having 12 to 20 amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Řešení se týká antimikrobiálních peptidů odvozených z lidského proteinu ameloblastinu, určených k terapeutickému a biotechnologickému využití, zejména k aplikaci na vrstvy, tzv. biofilmy, pro zabránění růstu specifických kmenů bakteriální mikroflóry, k prevenci či odstranění infekčního agens z povrchu kloubních, zubních a kostních náhrad a k prevenci infikování ortopedických implantátů.The solution concerns antimicrobial peptides derived from the human protein ameloblastin, intended for therapeutic and biotechnological use, especially for application to layers, so-called biofilms, to prevent the growth of specific strains of bacterial microflora, to prevent or remove infectious agents from the surface of joint, dental and bone replacements and to prevent infection of orthopedic implants.

Description

Antimikrobiální peptidy odvozené z lidského proteinu ameloblastinu, účinné na mikrobiologických biofilmechAntimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms

Oblast technikyField of technology

Tato přihláška se týká nových antimikrobiálních peptidů (AMP) odvozených z lidského proteinu ameloblastinu (AMBN), určených k terapeutickému a biotechnologickému využití, zejména k aplikaci na vrstvy, tzv. biofilmy, pro zabránění růstu specifických kmenů bakteriální mikroflóry.This application relates to new antimicrobial peptides (AMP) derived from the human ameloblastin protein (AMBN), intended for therapeutic and biotechnological use, especially for application to layers, so-called biofilms, to prevent the growth of specific strains of bacterial microflora.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

Antimikrobiální peptidy (AMP) lze kategorizovat jako nekonvenční terapeutické molekuly, atraktivní svým potenciálem alternativní léčby vůči narůstajícímu množství infekcí tvořených bakteriemi rezistentními vůči antibiotikům. AMP vynikají svou účinností, širokým spektrem antimikrobiální aktivity, nerozvíjející se rezistencí u mikroorganismů a nízkou akumulací v tkáních. Z těchto důvodů jsou AMP vysoce zajímavé pro farmaceutické společnosti snažící se vyvinout z AMP komerčně dostupné léky. Proto také byly v posledních dvaceti letech provedeny rozsáhlé výzkumy s cílem vyhodnotit potenciál antimikrobiálních peptidů izolovaných z různých přírodních zdrojů, jako jsou obratlovci, rostliny, hmyz a bakterie, k léčbě mikrobiálních infekcí (Wang et al., Nucleic acids research 44(D1): D1087-D1093, 2016; Čeřovský, V.: EP 3570868, US 10,160,785).Antimicrobial peptides (AMPs) can be categorized as unconventional therapeutic molecules, attractive for their potential as an alternative treatment against the growing number of infections caused by antibiotic-resistant bacteria. AMPs stand out for their effectiveness, broad spectrum of antimicrobial activity, non-developing resistance in microorganisms and low accumulation in tissues. For these reasons, AMPs are of great interest to pharmaceutical companies trying to develop commercially available drugs from AMPs. Therefore, extensive research has been conducted in the last twenty years to evaluate the potential of antimicrobial peptides isolated from various natural sources, such as vertebrates, plants, insects and bacteria, to treat microbial infections (Wang et al., Nucleic acids research 44(D1): D1087-D1093, 2016; Čeřovský, V.: EP 3570868, US 10,160,785).

AMP byly obecně charakterizovány jako typicky krátké (<100 aminokyselin), kladně nabité, amfifilní peptidy s širokým spektrem antimikrobiální aktivity vůči bakteriím a plísním či kvasinkám, se schopností interagovat s membránami a/nebo pronikat do membrán těchto mikroorganismů (Bahar et al., Pharmaceuticals 6(12): 1543-1575, 2013). Ačkoli tvorba pórů je obecně přijímaným způsobem účinku AMP, nedávný výzkum ukazuje, že některé z těchto peptidů mají další specifické účinky na mikroorganismy, které přispívají k jejich selektivní antimikrobiální aktivitě (Zhang, Song et al., Scientific reports 6(1): 1-13, 2016; Correa, et al. Biomolecules 8(1): 4, 2019). AMP mohou zároveň s antimikrobiálními účinky působit také proti rakovině, či mít antivirové vlastnosti (Felício, et al., Frontiers in chemistry 5: 5, 2017).AMPs have generally been characterized as typically short (<100 amino acids), positively charged, amphiphilic peptides with a broad spectrum of antimicrobial activity against bacteria and fungi or yeasts, with the ability to interact with and/or penetrate the membranes of these microorganisms (Bahar et al., Pharmaceuticals 6(12): 1543-1575, 2013). Although pore formation is the generally accepted mode of action of AMPs, recent research indicates that some of these peptides have other specific effects on microorganisms that contribute to their selective antimicrobial activity (Zhang, Song et al., Scientific reports 6(1): 1- 13, 2016; Correa, et al. Biomolecules 8(1): 4, 2019). At the same time, AMPs can act against cancer or have antiviral properties along with antimicrobial effects (Felício, et al., Frontiers in chemistry 5: 5, 2017).

V posledních letech bylo věnováno rostoucí úsilí identifikaci nových terapeutických strategií schopných vyrovnat se s infekcemi spojenými s biofilmem. Bakterie organizované v biofilmu vykazují dramaticky sníženou citlivost (až 1000krát) vůči konvenčním antibiotikům, což způsobuje vysokou míru selhání léčby a přetrvávání mnoha typů infekcí (např. plicní infekce u pacientů s cystickou fibrózou, infekce ran, infekce spojené s biomateriály) (Yasir, Willcox et al., Materials 11(12): 2468, 2018).In recent years, increasing efforts have been devoted to identifying new therapeutic strategies capable of coping with biofilm-associated infections. Biofilm-organized bacteria show dramatically reduced sensitivity (up to 1000-fold) to conventional antibiotics, causing high rates of treatment failure and persistence of many types of infections (eg, lung infections in cystic fibrosis patients, wound infections, biomaterial-associated infections) (Yasir, Willcox et al., Materials 11(12): 2468, 2018).

Vzhledem k časté tvorbě biofilmů na lékařských implantátech, jednou z aktuálně zajímavých aplikací AMP je jejich imobilizace právě na takovýchto zařízeních tak, aby se zabránilo tvorbě bakteriálního biofilmu a rovněž rozvoje (chronických) infekcí spojených s biofilmem. Tato aplikace navíc nabízí řešení k překonání problémů vztahujícím se k systémovému transportu a toxicitě AMP (Hemmati, et al., Molecular Biotechnology: 1-18, 2021). Důležitým přínosem použití AMP jako kovalentních povlaků pro implantovatelné terapeutické materiály je i jejich dlouhodobá stabilita a aktivita po potažení. I když je princip tohoto použití omezený, stále více studií popisuje účinnost proti tvorbě mikrobiálního biofilmu u důležitých druhů plísní a bakterií (např. LL-37 a magainin) a pozoruhodně vysokou dlouhodobou aktivitu potažených peptidů a stabilitu za různých extrémních podmínek (Martins, et al.,Biofouling 37(1): 96-108, 2021).Due to the frequent formation of biofilms on medical implants, one of the currently interesting applications of AMPs is their immobilization on such devices in order to prevent the formation of bacterial biofilms as well as the development of (chronic) infections associated with biofilms. Additionally, this application offers a solution to overcome the problems related to the systemic transport and toxicity of AMP (Hemmati, et al., Molecular Biotechnology: 1-18, 2021). An important benefit of using AMPs as covalent coatings for implantable therapeutic materials is their long-term stability and activity after coating. Although the principle of this use is limited, more and more studies describe the efficacy against microbial biofilm formation in important fungal and bacterial species (e.g. LL-37 and magainin) and the remarkably high long-term activity of coated peptides and stability under various extreme conditions (Martins, et al .,Biofouling 37(1): 96-108, 2021).

Přirozeně se vyskytující AMP jsou tedy slibnými kandidáty na léčbu infekcí spojených s mikrobiálním biofilmem nebo invazivních infekcí vyvolaných patogeny, rezistentními vůči v současné době používaným antimykotickým či antimikrobiálním látkám. Syntetické peptidy aThus, naturally occurring AMPs are promising candidates for the treatment of infections associated with microbial biofilm or invasive infections caused by pathogens resistant to currently used antifungal or antimicrobial agents. Synthetic peptides a

- 1 CZ 2021 - 572 A3 peptidomimetika založená na přírodních AMP či jejich derivátech mají potenciál stát se novými (systémovými) terapeutiky, protože překonávají hlavní omezení standardních antibiotik používaných v dnešní době. Některé AMP mohou zabíjet bakterie prostřednictvím disrupce membrány a/nebo tvorby pórů či inhibice dělení bakteriálních buněk. Další potenciál AMP zahrnuje schopnost působit v různých fázích tvorby biofilmu a s různými mechanismy účinku, AMP často vykazují multirezistentní aktivitu proti bakteriálním kmenům (Raheem and Straus 2019, Frontiers in microbiology 10: 2866, 2019). AMP mohou být dále účinné vůči bakteriím mechanismem, kterým zabraňují přilnutí bakteriálních buněk k povrchu substrátu, čímž snižují intercelulární komunikaci tzv. quorum sensing (QS), anebo odstraňují předem vytvořený biofilm; jedná se o tzv. antivirulentní mechanismy působení (Raško et al., Sperandio, Nature Reviews Drug Discovery 9(2): 117-128, 2010). Antibiofilmová aktivita AMP může být také zprostředkována downregulací genů zapojených do motility a inhibice řady buněčných biologických postupů, jako je syntéza buněčných stěn, DNA, RNA a proteinů (Di Somma, et al., Biomolecules 10(4): 6520, 2020). Antibiofilmové aktivity AMP na biofilmech byly dosud studovány méně než účinek AMP na suspenzní populace mikroorganismů. K hodnocení specifické schopnosti AMP narušovat tvorbu biofilmu se používají identifikátory tzv. minimální koncentrace inhibitoru biofilmu (MBIC) minimální inhibiční koncentrace (MIC) a minimální koncentrace eradikace biofilmu (MBEC).- 1 CZ 2021 - 572 A3 peptidomimetics based on natural AMPs or their derivatives have the potential to become new (systemic) therapeutics because they overcome the main limitations of standard antibiotics used today. Some AMPs can kill bacteria through membrane disruption and/or pore formation or inhibition of bacterial cell division. Another potential of AMPs includes the ability to act at different stages of biofilm formation and with different mechanisms of action, AMPs often show multidrug resistance activity against bacterial strains (Raheem and Straus 2019, Frontiers in microbiology 10: 2866, 2019). Furthermore, AMPs can be effective against bacteria by the mechanism by which they prevent bacterial cells from adhering to the surface of the substrate, thereby reducing intercellular communication, the so-called quorum sensing (QS), or removing the previously formed biofilm; these are so-called antiviral mechanisms of action (Raško et al., Sperandio, Nature Reviews Drug Discovery 9(2): 117-128, 2010). The antibiofilm activity of AMPs may also be mediated by downregulation of genes involved in motility and inhibition of a number of cell biological processes, such as synthesis of cell walls, DNA, RNA and proteins (Di Somma, et al., Biomolecules 10(4): 6520, 2020). The antibiofilm activities of AMPs on biofilms have been studied less than the effect of AMPs on suspended populations of microorganisms. The so-called minimum biofilm inhibitor concentration (MBIC), minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum biofilm eradication concentration (MBEC) are used to evaluate the specific ability of AMP to disrupt biofilm formation.

Další velkou výhodou AMP působících na biofilmy je jejich specifický způsob aktivity vykazující nízkou toxicitu pro eukaryotické buňky, což poskytuje příležitost k širokému terapeutickému využití (Cruz et al., BMC microbiology 18(1): 1-9, 2018). Navíc AMP často vykazují synergii s klasickými antibiotiky, neutralizují endotoxiny a jsou velmi aktivní na zvířecích modelech. Rezistence k AMP je relativně vzácná vzhledem k jejich afinitě k záporně nabité části dvouvrstvé lipidové struktury bakteriálních membrán. Kinetika inhibice růstu bakterií účinkem AMP je pak rychlejší ve srovnání s většinou konvenčních antibiotik (de Breij, et al., Science translational medicine 10(423), 2018). Výhody AMP mohou dokonce přesahovat jejich antimikrobiální účinky, neboť dokážou posílit imunitní odpověď k dalšímu boji s patogenní infekcí. Imunitní regulace vyplývá z interakce AMP s receptory hostitelské buňky (Di Somma, et al., Biomolecules 10(4): 6520, 2020).Another great advantage of AMPs acting on biofilms is their specific mode of activity showing low toxicity to eukaryotic cells, which provides an opportunity for wide therapeutic use (Cruz et al., BMC microbiology 18(1): 1-9, 2018). Moreover, AMPs often show synergy with classical antibiotics, neutralize endotoxins and are very active in animal models. Resistance to AMPs is relatively rare due to their affinity for the negatively charged part of the bilayer lipid structure of bacterial membranes. The kinetics of bacterial growth inhibition by AMP is then faster compared to most conventional antibiotics (de Breij, et al., Science translational medicine 10(423), 2018). The benefits of AMPs may even extend beyond their antimicrobial effects, as they can enhance the immune response to further fight pathogenic infection. Immune regulation results from the interaction of AMP with host cell receptors (Di Somma, et al., Biomolecules 10(4): 6520, 2020).

Vzhledem k tomu, že v oboru dentálních náhrad jsou využívány mnohé anorganické matrice (titan, keramika) nabízí se možnost tyto materiály pokrýt vrstvou funkčních peptidů se specifickou aktivitou působení vůči bakteriálním kmenům v dutině ústní, způsobujícím typické infekce. Logické řešení nabízí analýza proteinů přirozeně se vyskytujících v ústní dutině, které vykazují možnou antimikrobiální aktivitu, a to především vůči biofilmu. Proteiny matrice zubní skloviny jsou dobře známé jako prekurzory jejího vzniku (Bartlett, International Scholarly Research Notices, 2013) a byly již dříve popsány v literatuře pro indukci tvorby skloviny. Proteiny matrice zubní skloviny a její deriváty jsou rovněž známé svou podporou hojení ran v měkkých tkáních, jako jsou kůže a sliznice (WO 9943344 A2, Gestrelius). Popsání podpory hojení tkaní za pomoci těchto proteinů indikovalo možnou širší antimikrobiální aktivitu proteinů matrice zubní skloviny či jejích štěpů (peptidů). Peptidy vznikající jako štěpy těchto proteinů jsou produktem enzymatického působení proteáz, z nichž nejvýznamnější jsou kalikrein-4 (KLK4) a enalysin (MMP20) (Bartlett, International Scholarly Research Notices, 2013). Jedním ze signifikantních proteinů matrice zubní skloviny je ameloblastin (AMBN). Jedná se o fosfoprotein, klasifikovaný výpočetními a biofyzikálními metodami jako vnitřně neuspořádaný (IDP) (Stakkestad, Lyngstadaas et al., Frontiers in physiology 8: 531, 2017) a tím pádem dobře přístupný pro štěpení proteázami. Na základě teoretických a experimentálních analýz AMBN a jeho derivátů byly identifikovány peptidy se specifickou antimikrobiální aktivitou vůči bakteriálním biofilmům, které jsou prezentovány v tomto vynálezu.Since many inorganic matrices (titanium, ceramics) are used in the field of dental restorations, it is possible to cover these materials with a layer of functional peptides with specific activity against bacterial strains in the oral cavity, causing typical infections. A logical solution is offered by the analysis of proteins naturally occurring in the oral cavity, which show possible antimicrobial activity, especially against biofilm. Enamel matrix proteins are well known as precursors to enamel formation (Bartlett, International Scholarly Research Notices, 2013) and have previously been reported in the literature to induce enamel formation. Enamel matrix proteins and their derivatives are also known to promote wound healing in soft tissues such as skin and mucous membranes (WO 9943344 A2, Gestrelius). The description of the support of tissue healing with the help of these proteins indicated a possible wider antimicrobial activity of the proteins of the tooth enamel matrix or its grafts (peptides). Peptides arising as grafts of these proteins are the product of the enzymatic action of proteases, the most important of which are kallikrein-4 (KLK4) and enalysin (MMP20) (Bartlett, International Scholarly Research Notices, 2013). One of the significant proteins of the tooth enamel matrix is ameloblastin (AMBN). It is a phosphoprotein, classified by computational and biophysical methods as intrinsically disordered (IDP) (Stakkestad, Lyngstadaas et al., Frontiers in physiology 8: 531, 2017) and thus well accessible for cleavage by proteases. Based on theoretical and experimental analyzes of AMBN and its derivatives, peptides with specific antimicrobial activity against bacterial biofilms, which are presented in this invention, were identified.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Předkládaný vynález poskytuje nové antimikrobiální látky, odvozené z lidského proteinu ameloblastinu (AMBN), které byly cíleně upraveny za využití bioinformatických analýz aThe present invention provides new antimicrobial substances, derived from the human ameloblastin protein (AMBN), which have been targeted using bioinformatic analyzes and

- 2 CZ 2021 - 572 A3 molekulárního modelování a poté připraveny ve formě syntetických analogů.- 2 CZ 2021 - 572 A3 molecular modeling and then prepared in the form of synthetic analogues.

Předmětem vynálezu jsou antimikrobiální peptidy o vzorcích:The subject of the invention are antimicrobial peptides with the formulas:

AP 4.9. QGSTIFQIARLISHGPMG (A, SEKV. ID. Č.:1),AP 4.9. QGSTIFQIARLISHGPMG (A, SEQ ID NO:1),

AP 4.9.1. QGHTIFQIARLISHGPM (B, SEKV. ID. Č.:2),AP 4.9.1. QGHTIFQIARLISHGPM (B, SEQ ID NO:2),

AP 5.10. STIFQIARLISHGPMPQNKQSPG (c, SEKV. ID. Č.:3), aAP 5.10. STIFQIARLISHGPMPQNKQSPG (c, SEQ ID NO:3), a

AP 5.10.1 STIFQIARLISHGAMAQNKQSP (D, SEKV. ID. Č.:4).AP 5.10.1 STIFQIARLISHGAMAQNKQSP (D, SEQ ID NO:4).

Předkládaný vynález rovněž zahrnuje uvedené antimikrobiální peptidy A, B, C a D pro použití jako léčiva v medicíně, zejména jako doplněk léčby onkologických onemocnění.The present invention also includes said antimicrobial peptides A, B, C and D for use as drugs in medicine, in particular as an adjunct to the treatment of oncological diseases.

Onkologická onemocnění zahrnují tvorbu karcinomů zejména v oblasti dutiny ústní, jako jsou například mezenchymové benigní karcinomy fibrom, lipom, hemangiom a podobně, maligní karcinomy fibrosarkom, myelom a kostní nádory, či karcinomy neuroektodermové.Oncological diseases include the formation of cancers especially in the area of the oral cavity, such as benign mesenchymal cancers fibroma, lipoma, hemangioma and the like, malignant cancers fibrosarcoma, myeloma and bone tumors, or neuroectoderm cancers.

Předkládaný vynález také zahrnuje uvedené antimikrobiální peptidy A, B, C a D pro použití v biotechnologických aplikacích k prevenci růstu bakteriální kontaminace, zvláště pak k prevenci či k odstranění infekčních agens z povrchu kloubních, zubních či kostních náhrad používaných v medicíně (titanových, keramických apod.).The present invention also includes the aforementioned antimicrobial peptides A, B, C and D for use in biotechnological applications to prevent the growth of bacterial contamination, especially to prevent or remove infectious agents from the surface of joint, dental or bone prostheses used in medicine (titanium, ceramic, etc. .).

Předkládaný vynález dále zahrnuje uvedené antimikrobiální peptidy A, B, C a D pro výrobu prostředku k prevenci či odstranění infekčního agens z povrchu kloubních, zubních a kostních náhrad a k prevenci infikace ortopedických implantátů.The present invention further includes the indicated antimicrobial peptides A, B, C and D for the production of a means to prevent or remove an infectious agent from the surface of joint, dental and bone replacements and to prevent infection of orthopedic implants.

Primární role AMBN je proteinová matrice pro výstavbu zubní skloviny. Studie naznačující, že proteiny a deriváty matrice zubní skloviny podporují hojení ran v měkkých tkáních, ukázaly na možnou přítomnost proteinů či peptidů s antimikrobiální aktivitou.The primary role of AMBN is as a protein matrix for the construction of tooth enamel. Studies indicating that proteins and derivatives of the tooth enamel matrix support wound healing in soft tissues have indicated the possible presence of proteins or peptides with antimicrobial activity.

Z lidského proteinu ameloblastinu (AMBN, UniProtKB - Q9NP70, AMBN_HUMAN) byly pomocí bioinformatických analýz identifikovány a poté analyzovány sekvence krátkých úseků, peptidů a jejich mutovaných analog, které byly označeny jako (A): AP4.9, (B): AP 4.9.1., (C): AP 5.10. a (D): AP 5.10.1. Peptid vzorce (B), AP4.9.1, představuje analog peptidů (A), Ap4.9, s obměnou jedné aminokyseliny, a peptid vzorce (D), AP5.10.1, představuje analog peptidů (C), AP5.10., s obměnou dvou aminokyselin. Peptidy A, B, C a D vykazují antimikrobiální účinek na mikrobiální biofilmy specifických kmenů bakterií vyskytujících se v ústní dutině.From the human ameloblastin protein (AMBN, UniProtKB - Q9NP70, AMBN_HUMAN), the sequences of short segments, peptides and their mutated analogs were identified and then analyzed using bioinformatic analyses, which were designated as (A): AP4.9, (B): AP 4.9. 1., (C): AP 5.10. and (D): AP 5.10.1. The peptide of formula (B), AP4.9.1, is an analog of peptides (A), Ap4.9, with a single amino acid change, and the peptide of formula (D), AP5.10.1, is an analog of peptides (C), AP5.10., with by changing two amino acids. Peptides A, B, C and D show an antimicrobial effect on microbial biofilms of specific strains of bacteria found in the oral cavity.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Obrázek 1 předkládá ECD spektra peptidů A, SEKV. ID. Č.: 1; B, SEKV. ID. Č.: 2; C, SEKV. ID. Č.: 3; D, SEKV. ID. Č.: 4 v přítomnosti 0 %, 10 %, 30 % a 50 % (obj./obj.) TFE ve vodě MQ. CD spektra byla vyjádřena jako molární elipticita Q (deg cm2dmol-1) na jedno reziduum.Figure 1 presents the ECD spectra of peptides A, SEQ ID NO: id. NO. 1; B, SEQ. id. No.: 2; C, SEQ. id. No.: 3; D, SEQ. id. No.: 4 in the presence of 0%, 10%, 30% and 50% (v/v) TFE in MQ water. CD spectra were expressed as molar ellipticity Q (deg cm 2 dmol -1 ) per residue.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention

Seznam uvedených zkratek:List of given abbreviations:

ACPsACPs

AMPAMP

APDAPD

CDCD

ECD spektrumECD spectrum

HBTU peptidy s účinkem proti rakovině (z angl. Anti Cancer Peptides) antimikrobiální peptidy (z angl. Antimicrobial Peptides) databáze antimikrobiálních peptidů (z angl. Antimicrobial Peptides Database) cirkulární dichroismus elektronický cirkulární dichroismusHBTU peptides with an effect against cancer (from English Anti Cancer Peptides) antimicrobial peptides (from English Antimicrobial Peptides) database of antimicrobial peptides (from English Antimicrobial Peptides Database) circular dichroism electronic circular dichroism

O-(Benzotriazol-1 -yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorofosfátO-(Benzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate

- 3 CZ 2021 - 572 A3- 3 CZ 2021 - 572 A3

HC50 IC5O IDP MBIC50 MBEC50 MIC50 MMP N-Fmoc PBS PMSF SDS SDS-PAGE TEV RP-HPLC RT EDTAHC 50 IC 5O IDP MBIC50 MBEC50 MIC 50 MMP N-Fmoc PBS PMSF SDS SDS-PAGE TEV RP-HPLC RT EDTA

MQ voda koncentrace, při níž je lyžována polovina červených krvinek (hernolýza) inhibiční koncentrace při 50% cytotoxicitě vnitřně neuspořádaný protein (z angl. Intrinsically Disordered Protein) minimální koncentrace pro 50% inhibici biofilmu minimální koncentrace pro 50% eradikaci biofilmu minimální inhibiční koncentrace k 50% snížení nárůstu suspenzních buněk metaloproteázy fluorenylmethyloxykarbonyl (chránící skupina pro organické syntézy) fosfátový pufr fenylmethylsulfonylfluorid dodecylsíran sodný elektroforéza v polyakrylamidovém gelu virus tabákové mozaiky vysoceúčinná kapalinová chromatografie na nepolárním sorbentu při teplotě místnosti (z angl. room tempearture) ethylendiamin tereftalová kyselina ultrafiltrovaná voda od firmy MerckMQ water concentration at which half of the red blood cells are lysed (hernolysis) inhibitory concentration at 50% cytotoxicity intrinsically disordered protein (intrinsically disordered protein) minimum concentration for 50% biofilm inhibition minimum concentration for 50% biofilm eradication minimum inhibitory concentration to 50 % reduction in the growth of suspension cells metalloprotease fluorenylmethyloxycarbonyl (protecting group for organic syntheses) phosphate buffer phenylmethylsulfonyl fluoride sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis tobacco mosaic virus high-performance liquid chromatography on non-polar sorbent at room temperature ethylenediamine terephthalic acid ultrafiltered water from Merck

Studie probíhaly na bakteriálních kmenech: Enterococcus faecalis DBM 3075, CNCTC 5530, CNCTC 5483, M-1; Staphylococcus aureus CNCTC 5670 (ATCC 12600), CNCTC 6271 (ATCC 43300), 3178 (ATCC 29213); a Escherichia coli DBM 3125 (ATCC 10536), DBM 3138, B (tabulka č 1 až 3). Antimikrobiální efekt identifikovaných AMP je doprovázený velmi mírnou cytotoxickou aktivitou a téměř nulovou hemolytickou aktivitou (tabulka č. 4 a 5). Peptidy A, B, C a D vykazují antimikrobiální vlastnosti pouze na biofilmech specifických bakteriálních kmenů, antimikrobiální aktivita AMP v roztoku nebyla prokázána jako signifikantní. Tento fakt naznačuje na možné přirozené působení peptidových štěpů AMBN proti mikrobiálním filmům přítomným například na zubní sklovině. Sekundární struktura AMPs je ve vodném prostředí neuspořádaná, ale snadno přechází na α-helikální strukturu v přítomnosti sloučenin indukujících a-helix, jako je trifluorethanol (obrázek č. 1, tabulka č. 6). Potenciál tvořit indukovanou helikální strukturu AMPs ukazuje na možnost antimikrobiální aktivity mechanismem tvorby helikálních pórů v membráně buňky a jejího narušení. Avšak silnějším faktorem je zřejmě specifické působení peptidů na tvorbu konkrétních bakteriálních kmenů tvořících biofilmy. Předkládané peptidy vykázaly významnou antimikrobiální aktivitu vůči biofilmu, testovanou pomocí eradikace a adheze.Studies were conducted on bacterial strains: Enterococcus faecalis DBM 3075, CNCTC 5530, CNCTC 5483, M-1; Staphylococcus aureus CNCTC 5670 (ATCC 12600), CNCTC 6271 (ATCC 43300), 3178 (ATCC 29213); and Escherichia coli DBM 3125 (ATCC 10536), DBM 3138, B (Table No. 1 to 3). The antimicrobial effect of the identified AMPs is accompanied by very mild cytotoxic activity and almost zero hemolytic activity (table no. 4 and 5). Peptides A, B, C and D show antimicrobial properties only on biofilms of specific bacterial strains, the antimicrobial activity of AMP in solution was not shown to be significant. This fact suggests a possible natural action of AMBN peptide grafts against microbial films present, for example, on tooth enamel. The secondary structure of AMPs is disordered in an aqueous environment, but easily transitions to an α-helical structure in the presence of α-helix-inducing compounds such as trifluoroethanol (Figure 1, Table 6). The potential to form an induced helical structure of AMPs indicates the possibility of antimicrobial activity through the mechanism of helical pore formation in the cell membrane and its disruption. However, a stronger factor is apparently the specific effect of peptides on the formation of specific bacterial strains forming biofilms. The presented peptides showed significant antimicrobial activity against biofilm, tested by eradication and adhesion.

Tabulka 1: Vliv studovaných antimikrobiálních peptidů A, B, C a D na suspenzní růst zástupců druhu Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus a Escherichia coli. (MIC50 - minimální koncentrace pro 50% inhibici)Table 1: Effect of studied antimicrobial peptides A, B, C and D on the suspension growth of Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus and Escherichia coli species. (MIC50 - minimum concentration for 50% inhibition)

MICso (pmol.l-1)MIC 50 (pmol.l- 1 ) A AND B B c C D D E. faecalis DBM 3075 E. faecalis DBM 3075 * * 4 4 CNCTC 5530 CNCTC 5530 Λ Λ fc FC 4 4 CNCTC 5483 CNCTC 5483 * * fc FC 4 4 M-1 M-1 * * * * 4 4 * * S. aureus CNCTC 5670 S. aureus CNCTC 5670 * * 4 4 200 200 200 200 DBM 3138 DBM 3138 * * i and 4 4 * * CNCTC 6271 CNCTC 6271 4 4 4 4 M-1 M-1 * * * * 4 4 4 4 E. coli DBM 3125 E. coli DBM 3125 300 300 150 150 DBM 3138 DBM 3138 * * 4 4 CCM 4787 CCM 4787 * * λ λ * * 300 300 B B * * * * 4 4

*nebylo stanoveno ve studovaném koncentračním rozmezí (50 až 300 pmol.l1)*not determined in the studied concentration range (50 to 300 pmol.l 1 )

-4 CZ 2021 - 572 A3-4 CZ 2021 - 572 A3

Tabulka 2: Vliv peptidů A a B na tvorbu biofilmu a eradikaci zralého biofilmu Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus a Escherichia coli.Table 2: Effect of peptides A and B on biofilm formation and eradication of mature biofilm of Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

MBICsd MBICsd A (pmol.l'1)A (pmol.l' 1 ) MBECso MBECso B (pmol.l·1)B (pmol.l 1 ) MBICbo MBICbo MBECso MBECso MBICso MBICso MBICeo MBICeo MBECso MBECso MBECso MBECso E. faecalis E. faecalis DBM 3075 DBM 3075 200 200 300 300 50 50 150 150 200 200 150 150 ft ft CNCTC 5530 CNCTC 5530 300 300 * * ft ft * * 300 300 ft ft ft ft ft ft CNCTC 5483 CNCTC 5483 300 300 * * ft ft ft ft 300 300 ft ft ft ft ft ft M-1 M-1 300 300 * * ft ft ft ft 300 300 ft ft ft ft * * S. aureus S. aureus CNCTC 5670 CNCTC 5670 150 150 * * 300 300 ft ft 200 200 ft ft 50 50 ft ft DBM 3138 DBM 3138 300 300 * * ft ft ft ft 150 150 ft ft ft ft ft ft CNCTC 6271 CNCTC 6271 200 200 * * ft ft ft ft 200 200 ft ft 300 300 ft ft M-1 M-1 * * ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft E. coli E. coli DBM 3125 DBM 3125 * * 100 100 ft ft 150 150 100 100 ft ft DBM 3138 DBM 3138 150 150 150 150 150 150 ft ft 150 150 ft ft 160 160 ft ft CCM 4787 CCM 4787 300 300 * * ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft B B 50 50 100 100 200 200 ft ft 150 150 150 150 150 150 ft ft

*nebylo stanoveno ve studovaném koncentračním rozmezí (50 až 300 pmol.l1)*not determined in the studied concentration range (50 to 300 pmol.l 1 )

Tabulka 3: Vliv peptidů C a D na tvorbu biofilmu a eradikaci zralého biofilmu Enterococcus ίο faecalis, Staphylococcus aureus a Escherichia coli.Table 3: Effect of peptides C and D on biofilm formation and eradication of mature biofilm of Enterococcus ίο faecalis, Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

-5 CZ 2021 - 572 A3-5 CZ 2021 - 572 A3

D (pmol I'1)D (pmol I' 1 )

MBICso MBICso MBÍCsa MBÍCsa MBECm MBECm MBECa- MBECa- MBICw MBICw MBICao MBICao MBECsc MBECsc MBECeo MBECeo E. DBM E. DBM 200 200 300 300 A AND * * 200 200 300 300 300 300 A AND faecalis 3075 CMCTC faecalis 3075 CMCTC A AND A AND A AND * * A AND A AND A AND A AND 5530 CNCTC 5530 CNCTC A AND * * A AND A AND * * A AND A AND t t 5483 M-1 5483 M-1 * * * * 200 200 * * 300 300 * * 300 300 A AND S. CMCTC S. CMCTC 200 200 A AND A AND A AND 300 300 A AND A AND aureus 5670 DBM aureus 5670 DBM A AND A AND A AND * * A AND A AND A AND 3138 CNCTC 3138 CNCTC 300 300 300 300 300 300 A AND 300 300 300 300 300 300 A AND 6271 M-1 6271 M-1 300 300 * * A AND A AND 300 300 A AND A AND A AND E. coli DBM E. coli DBM A AND A AND A AND * * 300 300 A AND A AND A AND 3125 DBM 3125 DBM 200 200 A AND A AND A AND 150 150 A AND A AND A AND 3138 CCM 3138 CCM A AND A AND 300 300 A AND 300 300 A AND 200 200 A AND 4787 B 4787 B 150 150 150 150 4 4 A AND 50 50 200 200 * * * *

*nebylo stanoveno ve studovaném koncentračním rozmezí (50 až 300 pmol.l1)*not determined in the studied concentration range (50 to 300 pmol.l 1 )

Příklad 1Example 1

Identifikace peptidůIdentification of peptides

Antimikrobiální peptidy byly identifikovány ze sekvence AMBN (AMBN, UniProtKB - Q9NP70, AMBN HUMAN) kombinací různých přístupů bioinformatických nástrojů, sloužících k predikci antimikrobiální aktivity krátkých proteinových sekvencí. Analýzou bylo predikováno celkem šest krátkých úseků, z nichž následně vykázaly signifikantní antimikrobiální aktivitu na biofilmech dva peptidy A a C. Z těchto peptidů byly poté navrženy dva jejich analogy označené jako B a D pomocí racionálního designu metodami molekulového modelování. Navržené analogy C a D vykazují vyšší antimikrobiální aktivitu na biofilmech než peptidy A a B.Antimicrobial peptides were identified from the AMBN sequence (AMBN, UniProtKB - Q9NP70, AMBN HUMAN) by combining different approaches of bioinformatics tools, used to predict the antimicrobial activity of short protein sequences. A total of six short sections were predicted by the analysis, from which two peptides A and C subsequently showed significant antimicrobial activity on biofilms. From these peptides, two of their analogues designated as B and D were then designed using rational design using molecular modeling methods. The designed analogues C and D show higher antimicrobial activity on biofilms than peptides A and B.

Příklad 2Example 2

Syntéza peptidůPeptide synthesis

Všechny peptidy v této studii byly chemicky syntetizovány a purifikovány na >97% čistotu. Peptidy byly solubilizovány v destilované vodě a jejich koncentrace byly stanoveny pomocí aminokyselinové analýzy.All peptides in this study were chemically synthesized and purified to >97% purity. Peptides were solubilized in distilled water and their concentrations were determined by amino acid analysis.

Peptidy odvozené z AMBN (AMBN, UniProtKB - Q9NP70, AMBN HUMAN), označené jako A, B, C a D, byly syntetizovány technikou syntézy peptidů na pevné fázi podle standardního protokolu V-Fmoc. Byly připraveny na pryskyřici TentaGel S RAM (431 mg s 0,24 mmol/g substitucí) na automatickém syntetizátoru peptidů PS3 (Protein Technologies, Tucson, AZ). Aminokyseliny chráněné V-Fmoc (10 ekv.) byly spojeny za použití 0,4 mol.11 V-methylmorfolinu v V,V-dimethylformamidu (DMF, 20 ekv.) a HBTU (10 ekv.) v V-methyl-2-pyrrolidonu. Deprotekce α-aminoskupiny byly provedeny pomocí 20% (obj./obj.) piperidinu v DMF. Peptidy byly zcela zbaveny ochrany a odštěpeny z pryskyřice směsí TFA/H20//triisopropylsilan (92,5:5:2,5) po dobu 2 hodin a poté vysráženy fórc-butylmethyletherem. Všechny peptidy byly purifikovány pomocí RP-HPLC (Jasco lne.) na (5 pm, 250 x 20 mm) YMC-Pack ODS-AM koloně. Identita a čistota syntetických peptidů byly potvrzeny pomocí Agilent 1260 HPLC (Agilent Technologies) spojené s ESI-TOF Agilent 6530 (Agilent Technologies) s technologií Agilent Jet Stream. Čistota všechAMBN-derived peptides (AMBN, UniProtKB - Q9NP70, AMBN HUMAN), designated as A, B, C, and D, were synthesized by solid-phase peptide synthesis technique according to the standard V-Fmoc protocol. They were prepared on TentaGel S RAM resin (431 mg with 0.24 mmol/g substitution) on a PS3 automated peptide synthesizer (Protein Technologies, Tucson, AZ). V-Fmoc-protected amino acids (10 equiv) were coupled using 0.4 mol.1 1 V-methylmorpholine in V,V-dimethylformamide (DMF, 20 equiv) and HBTU (10 equiv) in V-methyl-2 -pyrrolidone. Deprotection of the α-amino group was performed using 20% (v/v) piperidine in DMF. Peptides were completely deprotected and cleaved from the resin with TFA/H 2 O//triisopropylsilane (92.5:5:2.5) for 2 h and then precipitated with tert-butyl methyl ether. All peptides were purified by RP-HPLC (Jasco lne.) on a (5 µm, 250 x 20 mm) YMC-Pack ODS-AM column. The identity and purity of the synthetic peptides were confirmed using an Agilent 1260 HPLC (Agilent Technologies) coupled to an Agilent 6530 ESI-TOF (Agilent Technologies) with Agilent Jet Stream technology. The purity of all

-6CZ 2021 - 572 A3 peptidů byla >97 %.-6CZ 2021 - 572 A3 peptides was >97%.

Příklad 3Example 3

Použité mikroorganismy a podmínky kultivaceMicroorganisms used and cultivation conditions

Byly studovány tři druhy mikroorganismů, které se vyskytují v ústní dutině nebo způsobují zubní kaz:Three types of microorganisms that are found in the oral cavity or cause tooth decay have been studied:

Enterococcus faecalis DBM 3075 je klinický izolát z Fakultní nemocnice Bulovka v Praze a byl poskytnut z Ústavu biochemie a mikrobiologie, VŠCHT Praha. Kontrolní kmeny E. faecalis pro testování antimikrobiálních léčiv CNCTC 5530 (ATCC 51299) a CNCTC 5483 (ATCC 29212) byly získány z České národní sbírky typových kultur. E. faecalis M-1 představuje klinický izolát z Fakultní nemocnice Motol v Praze.Enterococcus faecalis DBM 3075 is a clinical isolate from the Bulovka University Hospital in Prague and was provided by the Institute of Biochemistry and Microbiology, VŠCHT Prague. Control strains of E. faecalis for testing antimicrobial drugs CNCTC 5530 (ATCC 51299) and CNCTC 5483 (ATCC 29212) were obtained from the Czech National Collection of Type Cultures. E. faecalis M-1 is a clinical isolate from the Motol University Hospital in Prague.

Staphylococcus aureus CNCTC 5670 (ATCC 12600) představuje typový kmen získaný z České národní sbírky typových kultur v Praze. Ze stejné sbírky byl rovněž získán methicillin-rezistentní kmen S. aureus CNCTC 6271 (ATCC 43300). Dále byl studován k methicillinu citlivý kmen S. aureus DBM 3178 (ATCC 29213) poskytnutý Ústavem biochemie a mikrobiologie, VŠCHT Praha a S. aureus M-1 izolovaný z infikované kloubní náhrady ve Fakultní nemocnici Motol v Praze.Staphylococcus aureus CNCTC 5670 (ATCC 12600) represents the type strain obtained from the Czech National Collection of Type Cultures in Prague. A methicillin-resistant strain of S. aureus CNCTC 6271 (ATCC 43300) was also obtained from the same collection. Furthermore, the methicillin-sensitive strain S. aureus DBM 3178 (ATCC 29213) provided by the Institute of Biochemistry and Microbiology, VŠCHT Prague and S. aureus M-1 isolated from an infected joint replacement at the Motol Faculty Hospital in Prague were studied.

Kontrolní kmeny pro testování antibiotik Escherichia coli DBM 3125 (ATCC 10536) a DBM 3138 (ATCC 8739) byly poskytnuty Ústavem biochemie a mikrobiologie, VŠCHT Praha. Dále byly studovány kmen E. coli CCM 4787 (sérovar 0157:H7) a E.coli CCM 7372 (kmen B) získané z České sbírky mikroorganismů Masarykovy university v Brně.Control strains for antibiotic testing Escherichia coli DBM 3125 (ATCC 10536) and DBM 3138 (ATCC 8739) were provided by the Institute of Biochemistry and Microbiology, VŠCHT Prague. E. coli strain CCM 4787 (serovar 0157:H7) and E. coli CCM 7372 (strain B) obtained from the Czech collection of microorganisms of the Masaryk University in Brno were also studied.

Před provedením experimentů studujících antimikrobiální a antibiofilmový účinek studovaných peptidů na mikrobiální buňky byl každý mikroorganismus zaočkován do tekutého média, v případě E. faecalis a S. aureus do trypton-sojového bujónu a v případě E. coli do Luria-Bertanni média, a kultivován při 37 °C a 150 rpm (otáček za minutu) po dobu 24 h.Before carrying out the experiments studying the antimicrobial and antibiofilm effect of the studied peptides on microbial cells, each microorganism was inoculated into a liquid medium, in the case of E. faecalis and S. aureus into tryptone-soy broth and in the case of E. coli into Luria-Bertanni medium, and cultured at 37 °C and 150 rpm (revolutions per minute) for 24 h.

Příklad 4Example 4

Studium účinku AMP na suspenzní růst mikroorganismůStudy of the effect of AMP on the suspension growth of microorganisms

Vliv AMP na suspenzní růst mikroorganismů byl posouzen pomocí kultivace v mikrokultivačním zařízení Bioscreen C (LabSystems, Finsko), jak popsala Maťátková a spol (Matatkova et al., Int J Anal Chem, 8195329, 2017). Ve zkratce, připravené inokulum (viz příklad 3) bylo upraveno na optickou denzitu OD600nm = 0,1 (CFU/ml = 2,5x107) a následně bylo v objemu 30 pl smícháno s 290 pl příslušného média a roztoku testovaného peptidu v polystyrenové mikrotitrační destičce Honeycomb 2 (Growth Curves, USA). Kultivace buněk probíhala v mikrokultivačním zařízení po dobu 24 h při 37 °C a 150 rpm. Každých 30 min byla proměřena optická denzita obsahu jamek a z výsledných dat byly sestaveny růstové křivky odrážející suspenzní růst buněk v každé jamce mikrotitrační destičky. Každý experiment obsahoval kontrolní vzorky bez přídavku antimikrobiálních látek a všechny experimenty byly provedeny v technických triplikátech. Z naměřených dat byla následně stanovena minimální inhibiční koncentrace (MIC50), tedy taková nejnižší koncentrace studované látky, která již způsobila alespoň 50% pokles nárůstu suspenzních buněk po 24 h kultivaci.The effect of AMP on the suspension growth of microorganisms was assessed using cultivation in a Bioscreen C microculture device (LabSystems, Finland), as described by Matatkova et al. (Matatkova et al., Int J Anal Chem, 8195329, 2017). Briefly, the prepared inoculum (see example 3) was adjusted to an optical density of OD600nm = 0.1 (CFU/ml = 2.5x10 7 ) and was subsequently mixed in a volume of 30 µl with 290 µl of the appropriate medium and the solution of the tested peptide in a polystyrene microtiter Honeycomb 2 plate (Growth Curves, USA). Cell cultivation took place in a microcultivation device for 24 h at 37 °C and 150 rpm. The optical density of the contents of the wells was measured every 30 min, and growth curves reflecting the suspension growth of cells in each well of the microtiter plate were compiled from the resulting data. Each experiment contained control samples without the addition of antimicrobial agents, and all experiments were performed in technical triplicates. From the measured data, the minimum inhibitory concentration (MIC50) was subsequently determined, i.e. the lowest concentration of the studied substance that already caused at least a 50% decrease in the growth of suspension cells after 24 h of cultivation.

Příklad 5Example 5

Studium účinku AMP na tvorbu biofilmu a eradikaci již zralého biofilmu mikroorganismůStudy of the effect of AMP on biofilm formation and eradication of already mature biofilm of microorganisms

Vliv AMP na tvorbu biofilmu byl studován v polystyrenových mikrotitračních destičkách dle postupu popsaného ve Vaňková a spol (Vaňkova et al., World J Microbiol Biotechnol, 36(7):101,The effect of AMP on biofilm formation was studied in polystyrene microtitre plates according to the procedure described in Vaňková et al. (Vaňkova et al., World J Microbiol Biotechnol, 36(7):101,

- 7 CZ 2021 - 572 A3- 7 CZ 2021 - 572 A3

2020). Ve zkratce, připravené inokulum (viz příklad 3) bylo upraveno na OD600nm = 0,8 (CFU/ml = 2x108) a následně bylo v objemu 210 pl smícháno s 70 pl příslušného růstového média a roztoku studovaného peptidu v polystyrénové mikrotitrační destičce TPP96 (TPP, Švýcarsko). Biofilm byl tvořen staticky při 37 °C po dobu 24 h.2020). Briefly, the prepared inoculum (see example 3) was adjusted to OD600nm = 0.8 (CFU/ml = 2x10 8 ) and was subsequently mixed in a volume of 210 µl with 70 µl of the respective growth medium and the solution of the studied peptide in a TPP96 polystyrene microtiter plate ( TPP, Switzerland). The biofilm was formed statically at 37 °C for 24 h.

Vliv AMP na eradikaci již zralého biofilmu byl studován analogicky uvedenému postupu. Nejprve byl kultivován samotný biofilm bez přidané antimikrobiální látky. Inokulum bylo v tomto případě upraveno na OD600nm = 0,6 (CFU/ml = 1,5x108) a pipetováno do jamek mikrotitrační destičky v objemu 200 pl. Kultivace probíhala 24 h při 37 °C staticky. Vytvořený biofilm byl promyt fyziologickým roztokem a byly k němu pipetovány příslušné roztoky studovaných peptidů a růstové médium do finálního objemu 200 pl. Kultivace probíhala, jak popsáno výše. Všechny experimenty obsahovaly kontrolní vzorky bez přídavku antimikrobiální látky a blank (vzorky bez suspenze buněk). Všechny experimenty byly provedeny v technickém triplikátu.The effect of AMP on the eradication of an already mature biofilm was studied analogously to the mentioned procedure. First, the biofilm itself was cultured without added antimicrobial agent. In this case, the inoculum was adjusted to OD600nm = 0.6 (CFU/ml = 1.5x10 8 ) and pipetted into the wells of the microtitre plate in a volume of 200 µl. Cultivation took place for 24 h at 37 °C statically. The formed biofilm was washed with physiological solution and the appropriate solutions of the studied peptides and growth medium were pipetted to it to a final volume of 200 µl. Cultivation was carried out as described above. All experiments contained control samples without the addition of antimicrobial agent and blank (samples without cell suspension). All experiments were performed in technical triplicate.

Příklad 6Example 6

Stanovení metabolické aktivity buněk biofilmuDetermination of metabolic activity of biofilm cells

Metabolická aktivita buněk biofilmu byla stanovena pomocí resazurinu. K promytému biofilmu bylo pipetováno 25 pl roztoku D-glukosy (180 g/l ve fyziologickém roztoku), 25 pl roztoku resazurinu (0,15 g/l ve fyziologickém roztoku) a 100 pl fyziologického roztoku. Biofilm byl fluorimetricky změřen hned, nebo v případě E. coli inkubován 30 min při 37 °C a následně změřen. Intensita fluorescence byla stanovena při 545/575 nm v destičkovém spektrofotometru Infinite M200 Pro Reader (Tecan, Švýcarsko). Z výsledných dat bylo odečteno průměrné pozadí (intensita fluorescence blanku) a vypočítán průměr a směrodatná odchylka, které byly pro lepší srovnání kmenů i peptidů převedeny na relativní procenta. Experimenty byly provedeny v technických triplikátech.Metabolic activity of biofilm cells was determined using resazurin. 25 µl of D-glucose solution (180 g/l in physiological solution), 25 µl of resazurin solution (0.15 g/l in physiological solution) and 100 µl of physiological solution were pipetted to the washed biofilm. The biofilm was measured fluorimetrically immediately, or in the case of E. coli incubated for 30 min at 37 °C and then measured. Fluorescence intensity was determined at 545/575 nm in an Infinite M200 Pro Reader plate spectrophotometer (Tecan, Switzerland). The average background (fluorescence intensity of the blank) was subtracted from the resulting data and the mean and standard deviation were calculated, which were converted to relative percentages for a better comparison of strains and peptides. Experiments were performed in technical triplicates.

Na základě stanovené metabolické aktivity byly určeny parametry vyjadřující antibiofilmovou účinnost studovaných látek. Minimální koncentrace inhibující biofilm (MBIC50, resp. MBICxq) představuje nejnižší studovanou koncentraci dané látky, která již způsobí 50%, resp. 80% pokles metabolické aktivity buněk biofilmu tvořeného v přítomnosti dané látky. Analogicky, minimální koncentrace eradikující biofilm (MBIC50, resp. MBECxq) představuje nejnižší studovanou koncentraci dané látky, která již způsobí 50% resp. 80% pokles metabolické aktivity buněk zralého biofilmu eradikovaného danou látkou.Based on the determined metabolic activity, the parameters expressing the antibiofilm effectiveness of the studied substances were determined. The minimum biofilm-inhibiting concentration (MBIC50, or MBICxq) represents the lowest studied concentration of the given substance, which already causes 50%, or 80% decrease in the metabolic activity of the cells of the biofilm formed in the presence of the given substance. Analogously, the minimum biofilm-eradicating concentration (MBIC50, or MBECxq) represents the lowest studied concentration of the given substance, which already causes 50% or 80% decrease in the metabolic activity of mature biofilm cells eradicated by the given substance.

Příklad 7Example 7

Hemolytická esejHemolytic essay

Hemolytická aktivita studovaných antimikrobiálních peptidů byla hodnocena in vitro za použití lidské krve. Pro testování hemolýzy byla použita čerstvá krev odebraná do zkumavky s citrátem sodným jako antikoagulans. Melitin, amfipatický peptid z jedu včely medonosné, byl použit jako pozitivní kontrola, protože vykazuje lytickou aktivitu proti různým buňkám (včetně červených krvinek) v submikromolárních koncentracích. Hemolytická aktivita testovaných látek pak byla vztažena k hemolýze, vyvolané 0,5% Tritonem X-100, který při této koncentraci způsobil 100% hemolýzu. Koncentrace, při níž je lyzována polovina červených krvinek (hodnota hemolytické aktivity HC50), představuje ukazatel toxicity testovaných peptidů.The hemolytic activity of the studied antimicrobial peptides was evaluated in vitro using human blood. For hemolysis testing, fresh blood collected in a tube with sodium citrate as an anticoagulant was used. Melitin, an amphipathic peptide from honey bee venom, was used as a positive control because it exhibits lytic activity against a variety of cells (including red blood cells) at submicromolar concentrations. The hemolytic activity of the tested substances was then related to the hemolysis induced by 0.5% Triton X-100, which caused 100% hemolysis at this concentration. The concentration at which half of the red blood cells are lysed (value of hemolytic activity HC50) is an indicator of the toxicity of the tested peptides.

Plná krev (1 ml) zředěná v PBS (9 ml) byla odstředěna (800 x g, 15 min., RT) a následně byla peleta červených krvinek pětkrát promyta 10 ml PBS (800 x g, 15 min., RT). Po odstranění supernatantu byla promytá peleta červených krvinek naředěna PBS na koncentraci 0,5 % (obj./obj.) a 50 pl vzniklé suspenze bylo přeneseno do 96 jamkové mikrotitrační destičky. Poté bylo přidáno 50 pl dvakrát koncentrovaných roztoků peptidů (testované antimikrobiální peptidy v koncentracích 12,5 až 300 pmol.l-1, Melitin 0,024 až 50 pmol.l-1 výsledně, dvojkové ředění), samotný PBS a 0,5%Whole blood (1 ml) diluted in PBS (9 ml) was centrifuged (800 x g, 15 min, RT), and then the red cell pellet was washed five times with 10 ml PBS (800 x g, 15 min, RT). After removing the supernatant, the washed red blood cell pellet was diluted with PBS to a concentration of 0.5% (v/v) and 50 µl of the resulting suspension was transferred to a 96-well microtiter plate. Then 50 µl of twice concentrated peptide solutions (tested antimicrobial peptides in concentrations of 12.5 to 300 pmol.l -1 , Melitin 0.024 to 50 pmol.l -1 as a result, two-fold dilution), PBS alone and 0.5% were added

- 8 CZ 2021 - 572 A3- 8 CZ 2021 - 572 A3

Triton X-100. Mikrotitrační destička se vzorky byla inkubována 60 minut při 37 °C a odstředěna (1000 x g, 15 min., RT). 40 pl supernatantu z každé jamky bylo následně přeneseno do transparentní 384 jamkové destičky. Absorbance supernatantu byla změřena při 415 nm pomocí čtečky mikrotitračních destiček (Cytation 3, BioTek, USA).Triton X-100. The microtitre plate with the samples was incubated for 60 min at 37°C and centrifuged (1000 x g, 15 min, RT). 40 µl of supernatant from each well was then transferred to a transparent 384 well plate. The absorbance of the supernatant was measured at 415 nm using a microtiter plate reader (Cytation 3, BioTek, USA).

Tabulka 4: Hemolytická aktivita AMP A, B, C a D, měřená v oblasti 12,5 až 100 (300) pmol.l1 na vzorku lidské krve a vyjádřená jako HC50.Table 4: Hemolytic activity of AMP A, B, C and D, measured in the range of 12.5 to 100 (300) pmol.l 1 on a human blood sample and expressed as HC50.

PeptidPeptide

AAND

BB

CC

D MelitinD Melitin

Hemolytická aktivita HC50 (pmol.l-1) »> 300 » 300 >» 300 - 300 0,79Hemolytic activity HC50 (pmol.l -1 ) »> 300 » 300 >» 300 - 300 0.79

Příklad 8Example 8

Testy cytotoxicity s použitím lidských endoteliálních buněk HUVEC a HCT 116Cytotoxicity assays using HUVEC and HCT 116 human endothelial cells

Buněčné kultury:Cell cultures:

Primární lidská buněčná kultura HUVEC (endoteliální buňky lidské pupečníkové žíly, Lonza) byla udržována v růstovém médiu pro endoteliální buňky EGM™-2 (Lonza) doplněném 10% (obj./obj.) tepelně inaktivovaným fetálním bovinním sérem (FBS) při 37 °C ve zvlhčené atmosféře s 5 % CO2. Dvakrát týdně, když buňky dosáhly 80 až 90% konfluence, byly subkultivovány pomocí roztoku 0,25% tiypsinu/0,53 mmol.l-1 EDTA pro další pasáž.Primary human HUVEC (human umbilical vein endothelial cells, Lonza) cell culture was maintained in EGM™-2 endothelial cell growth medium (Lonza) supplemented with 10% (v/v) heat-inactivated fetal bovine serum (FBS) at 37° C in a humidified atmosphere with 5% CO2. Twice a week, when the cells reached 80 to 90% confluence, they were subcultured using 0.25% thypsin/0.53 mmol.l -1 EDTA solution for the next passage.

Lidská buněčná linie rakoviny tlustého střeva HCT 116 (ATCC) byla udržovaná v růstovém médiu McCoy's 5A (Sigma Aldrich) doplněném 10% (obj./obj.) tepelně inaktivovaným fetálním bovinním sérem (FBS) ve zvlhčené atmosféře s 5 % CO2. Dvakrát týdně, když buňky dosáhly 80 až 90% konfluence, byly subkultivovány pomoci 0,25% roztoku tiypsinu/0,53 mmol.l-1 EDTA pro další pasáž.The human colon cancer cell line HCT 116 (ATCC) was maintained in McCoy's 5A growth medium (Sigma Aldrich) supplemented with 10% (v/v) heat-inactivated fetal bovine serum (FBS) in a humidified atmosphere with 5% CO2. Twice a week, when the cells reached 80 to 90% confluence, they were subcultured with 0.25% thypsin/0.53 mmol.l -1 EDTA solution for the next passage.

Testy cytotoxicity:Cytotoxicity tests:

Ke zjištění cytotoxicity testovaných antimikrobiálních peptidů byl použit kit CellTiter-Glo® Luminiscent Cell Viability Assay (Promega). Buňky byly kultivovány podle výše uvedeného popisu a experiment byl proveden podle návodu výrobce. 10 000 buněk HUVEC (50 μΐ) bylo přeneseno do každé z jamek bílé 96 jamkové destičky (BD Biosciences™). Buňky pak byly kultivovány po dobu 24 hodin před přidáním 50 μΐ dvakrát koncentrovaných roztoků testovaných peptidů nebo samotného EGM™-2 média (kontrolní vehikulum) do každé jamky. Po dalších 72 hodinách bylo do každé jamky přidáno 100 μΐ činidla CellTiter-Glo® (Promega) a 96 jamková destička byla míchána 2 minuty při 400 otáčkách za minutu na orbitální třepačce ve tmě. Následně byl luminiscenční signál ponechán 10 min stabilizovat při teplotě místnosti. Luminiscence byla zaznamenána pomocí mikrotitračního luminometiu (Cytation 3, BioTek, USA). V tomto testu intenzita luminiscence přímo koreluje s počtem živých buněk. Získané údaje byly normalizovány a hodnoty IC50 byly vypočteny nelineární regresní analýzou za předpokladu sigmoidální křivky odezvy na koncentraci s proměnlivým Hillovým sklonem (software GraphPadPRISM® 7).The CellTiter-Glo® Luminiscent Cell Viability Assay kit (Promega) was used to determine the cytotoxicity of the tested antimicrobial peptides. Cells were cultured as described above and the experiment was performed according to the manufacturer's instructions. 10,000 HUVEC cells (50 μΐ) were transferred to each well of a white 96-well plate (BD Biosciences™). Cells were then cultured for 24 hours before adding 50 μΐ of twice-concentrated solutions of test peptides or EGM™-2 medium alone (vehicle control) to each well. After an additional 72 hours, 100 μΐ of CellTiter-Glo® reagent (Promega) was added to each well and the 96-well plate was agitated for 2 minutes at 400 rpm on an orbital shaker in the dark. Subsequently, the luminescence signal was allowed to stabilize at room temperature for 10 min. Luminescence was recorded using a microtiter luminometer (Cytation 3, BioTek, USA). In this test, the intensity of luminescence directly correlates with the number of living cells. Data obtained were normalized and IC50 values were calculated by non-linear regression analysis assuming a sigmoidal concentration-response curve with a variable Hill slope (GraphPadPRISM® 7 software).

Tabulka 5: Cytotoxická aktivita AMP A, B, C a D, měřená v oblasti 12,5 až 100 (300) pmol.l-1 na HCT116 a HUVEC buněčných liniích, vyjádřená jako IC50.Table 5: Cytotoxic activity of AMP A, B, C and D, measured in the range of 12.5 to 100 (300) pmol.l -1 on HCT116 and HUVEC cell lines, expressed as IC50.

-9CZ 2021 - 572 A3-9CZ 2021 - 572 A3

Cytotoxická aktivita ICso (pmol.l·1)Cytotoxic activity IC 50 (pmol.l· 1 )

Peptid /buněčná linie Peptide/cell line HCT116 HCT116 HUVEC HUVEC A AND »> 100 »> 100 »> 300 »> 300 B B >» 100 >» 100 >300 >300 C C >» 100 >» 100 »> 300 »> 300 D D >» 100 >» 100 - 300 - 300

Příklad 9Example 9

Měření cirkulárního dichroismu (CD)Circular Dichroism (CD) Measurement

Spektra elektronického cirkulárního diochroismu (ECD) všech AMP byla naměřena pomocí spektrometru Jasco J-815 CD (Jasco Corporation, Tokio, Japonsko) ve spektrálním rozsahu 200 až 300 nm s použitím křemenné cely o délce 0,1 cm při RT. Experimentální uspořádání bylo následující: rozlišení kroku 0,5 nm, rychlost 10 nm/min, doba odezvy 16 s a šířka pásma 1 nm. Koncentrace vzorku byla udržována konstantní 0,1 mg/ml v MQ vodě (pH = 7,5). Vzorky byly také měřeny se směsí trifluorethanolu (TFE) (0 %, 25 % a 50 % obj./obj. TFE). Po korekci základní linie byla konečná spektra vyjádřena jako molární eliptická 0 (degcm2dmol-1) na jedno aminokyselinové residuum. Obsah sekundární struktury byl stanoven pomocí online programu pro analýzu cirkulárního dichroismu Dichroweb software (Lee Whitmore a B. A. Wallace, Nucleic Acids Res., 32: W668 - W673, 2004). Obsah sekundární struktury všech analyzovaných AMP prokázal jejich nestrukturovaný charakter s potenciálem tvořit helikální strukturu se zvyšující se koncentrací TFE. Výsledky měření CD jsou uvedené na obr. č. 1 a v tab. č. 6.Electronic circular dichroism (ECD) spectra of all AMPs were measured with a Jasco J-815 CD spectrometer (Jasco Corporation, Tokyo, Japan) in the spectral range of 200–300 nm using a 0.1 cm long quartz cell at RT. The experimental setup was as follows: step resolution 0.5 nm, speed 10 nm/min, response time 16 s, bandwidth 1 nm. The sample concentration was kept constant at 0.1 mg/mL in MQ water (pH = 7.5). The samples were also measured with a mixture of trifluoroethanol (TFE) (0%, 25% and 50% v/v TFE). After baseline correction, the final spectra were expressed as molar elliptic 0 (degcm 2 dmol -1 ) per amino acid residue. Secondary structure content was determined using the online circular dichroism analysis program Dichroweb software (Lee Whitmore and BA Wallace, Nucleic Acids Res., 32: W668-W673, 2004). The secondary structure content of all analyzed AMPs demonstrated their unstructured character with the potential to form a helical structure with increasing TFE concentration. The results of CD measurements are shown in Fig. 1 and in Tab. No. 6.

Tabulka 6: Vypočítaná incidence (%) sekundárního strukturálního obsahu. Peptidy A, B, C a D byly studovány CD spektroskopií v přítomnosti 0 %, 10 %, 30 % a 50 % (obj./obj.) TFE v MQ vodě.Table 6: Calculated incidence (%) of secondary structural content. Peptides A, B, C and D were studied by CD spectroscopy in the presence of 0%, 10%, 30% and 50% (v/v) TFE in MQ water.

Sekundární struktura, % Secondary structure, % AMP AMP TFE, % TFE, % alfa-helix alpha helix beta-list beta sheet smyčka loop nestrukturovaná unstructured A AND 0 0 6% 6% 32% 32% 24% 24% 38% 38% A AND 25 25 9% 9% 31% 31% 24% 24% 36% 36% A AND 50 50 25% 25% 23% 23% 23% 23% 30% 30% B B 0 0 6% 6% 35% 35% 23% 23% 0% 0% B B 25 25 7% 7% 35% 35% 23% 23% 35% 35% B B 50 50 34% 34% 14% 14% 23% 23% 28% 28% C C 0 0 6% 6% 37% 37% 23% 23% 35% 35% C C 25 25 8% 8% 36% 36% 23% 23% 34% 34% C C 50 50 34% 34% 13% 13% 24% 24% 30% 30% D D 0 0 5% 5% 38% 38% 22% 22% 35% 35% D D 25 25 6% 6% 40% 40% 22% 22% 32% 32% D D 50 50 25% 25% 26% 26% 19% 19% 29% 29%

- 10CZ 2021 - 572 A3- 10 CZ 2021 - 572 A3

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Nové antimikrobiální peptidy jsou uvažovány pro selektivní využití na mikrobiálních biofilmech, 5 k prevenci růstu bakteriální a fungální kontaminace, například kloubních náhrad či jiných implantátů. Aplikace antimikrobiálních peptidů je použitelná v oblasti medicíny a biotechnologií.New antimicrobial peptides are considered for selective use on microbial biofilms, 5 to prevent the growth of bacterial and fungal contamination, for example joint replacements or other implants. The application of antimicrobial peptides is applicable in the field of medicine and biotechnology.

Claims (5)

1. Antimikrobiální peptidy maj ící vzorce: QGSTIFQIARLISHGPMG A, SEKV. ID. Č.: 1,1. Antimicrobial peptides having the formulas: QGSTIFQIARLISHGPMG A, SEQ. id. NO. 1, QGHTIFQIARLISHGPM B, SEKV. ID. Č.: 2,QGHTIFQIARLISHGPM B, SEQ. id. No.: 2, STIFQIARLISHGPMPQNKQSPG C, SEKV. ID. Č.: 3, a STIFQIARLISHGAMAQNKQSP D, SEKV. ID. Č.: 4.STIFQIARLISHGPMPQNKQSPG C, SEQ. id. NO: 3, and STIFQIARLISHGAMAQNKQSP D, SEQ. id. No.: 4. 2. Antimikrobiální peptidy A, B, C a D podle nároku 1 pro použití jako léčiva, zejména jako antimikrobiální léčiva.2. Antimicrobial peptides A, B, C and D according to claim 1 for use as drugs, in particular as antimicrobial drugs. 3. Použití antimikrobiálních peptidů A, B, C a D podle nároku 1 jako doplňku při léčbě onkologických onemocnění týkajících se tvorby karcinomů v oblasti dutiny ústní, jako jsou mezenchymové benigní karcinomy fibrom, lipom a hemangiom, maligní karcinomy fibrosarkom, myelom a kostní nádory, či karcinomy neuroektodermové.3. The use of antimicrobial peptides A, B, C and D according to claim 1 as an adjunct in the treatment of oncological diseases related to the formation of cancers in the oral cavity, such as mesenchymal benign cancers fibroma, lipoma and hemangioma, malignant cancers fibrosarcoma, myeloma and bone tumors, or neuroectoderm carcinomas. 4. Použití antimikrobiálních peptidů A, B, C a D podle nároku 1 v biotechnologických aplikacích při prevenci růstu bakteriální kontaminace, zvláště pak při prevenci či odstranění infekčních agens z povrchu kloubních, zubních či kostních náhrad používaných v medicíně.4. The use of antimicrobial peptides A, B, C and D according to claim 1 in biotechnological applications in the prevention of the growth of bacterial contamination, especially in the prevention or removal of infectious agents from the surface of joint, dental or bone substitutes used in medicine. 5. Použití antimikrobiálních peptidů A, B, C a D podle nároku 1 pro výrobu prostředku účinného při prevenci či odstranění infekčního agens z povrchu kloubních, zubních a kostních náhrad a při prevenci infikace ortopedických implantátů.5. Use of antimicrobial peptides A, B, C and D according to claim 1 for the production of an agent effective in preventing or removing an infectious agent from the surface of joint, dental and bone replacements and in preventing infection of orthopedic implants.
CZ2021-572A 2021-12-16 2021-12-16 Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms CZ2021572A3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-572A CZ2021572A3 (en) 2021-12-16 2021-12-16 Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms
PCT/CZ2022/050133 WO2023109991A1 (en) 2021-12-16 2022-12-15 Antimicrobial peptides derived from human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-572A CZ2021572A3 (en) 2021-12-16 2021-12-16 Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ309667B6 CZ309667B6 (en) 2023-06-28
CZ2021572A3 true CZ2021572A3 (en) 2023-06-28

Family

ID=85122043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2021-572A CZ2021572A3 (en) 2021-12-16 2021-12-16 Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ2021572A3 (en)
WO (1) WO2023109991A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100150985A1 (en) * 2008-04-24 2010-06-17 George Just Dental Implant, Endodontic Instrument, and Dental Filling Material Coated with a Peptide-Based Antimicrobial and Methods of Using and Making the Same
WO2018020530A1 (en) * 2016-07-25 2018-02-01 静岡県 Diagnostic biomarker for extrahepatic bile duct cancer, intrahepatic bile duct cancer or gallbladder cancer
WO2021046498A1 (en) * 2019-09-08 2021-03-11 University Of Kansas Mitigation of peri-implantitis by design and stability of bifunctional peptides with antimicrobial properties

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023109991A1 (en) 2023-06-22
CZ309667B6 (en) 2023-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11548912B2 (en) Antimicrobial compounds
Fox et al. Design and characterization of novel hybrid antimicrobial peptides based on cecropin A, LL-37 and magainin II
JP6220398B2 (en) Hill whole saliva extract
Lin et al. Truncated antimicrobial peptides from marine organisms retain anticancer activity and antibacterial activity against multidrug-resistant Staphylococcus aureus
EP2938352B1 (en) Cyclic cationic peptides with antibmicrobial activity
EP3280722B1 (en) Antimicrobial peptides and their use for the treatment of topical infections
Tam et al. Correlations of cationic charges with salt sensitivity and microbial specificity of cystine-stabilized β-strand antimicrobial peptides
Zhang et al. Modification of the surface of titanium with multifunctional chimeric peptides to prevent biofilm formation via inhibition of initial colonizers
Bahar et al. Synthetic dendrimeric peptide active against biofilm and persister cells of Pseudomonas aeruginosa
Libardo et al. Hybrid peptide ATCUN-sh-Buforin: Influence of the ATCUN charge and stereochemistry on antimicrobial activity
Pizzo et al. Novel bioactive peptides from PD-L1/2, a type 1 ribosome inactivating protein from Phytolacca dioica L. Evaluation of their antimicrobial properties and anti-biofilm activities
CN101970459A (en) Antimicrobial compounds
WO2015161820A1 (en) Amphiphilic synthetic antimicrobial peptide, and pharmaceutical composition and use thereof
Wynn et al. Branched peptides: Acridine and boronic acid derivatives as antimicrobial agents
Park et al. Bactericidal activities and action mechanism of the novel antimicrobial peptide Hylin a1 and its analog peptides against Acinetobacter baumannii infection
Rapireddy et al. RTD-1Mimic Containing γPNA Scaffold Exhibits Broad-Spectrum Antibacterial Activities
Ben Hur et al. Antimicrobial peptides against multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa biofilm from cystic fibrosis patients
Singh et al. Lipidated α/Sulfono-α-AA heterogeneous peptides as antimicrobial agents for MRSA
Thankappan et al. Antimicrobial and antibiofilm activity of designed and synthesized antimicrobial peptide, KABT-AMP
KR20090002556A (en) Novel antimicrobial peptide and its application derived from echiuroid worm, urechis unicinctus
Masadeh et al. The antimicrobial effect against multi-drug resistant bacteria of the SK4 peptide: A novel hybrid peptide of cecropin-A and BMAP-27
Ramalho et al. The synthetic antimicrobial peptide IKR18 displays anti-infectious properties in Galleria mellonella in vivo model
CZ2021572A3 (en) Antimicrobial peptides derived from the human ameloblastin protein, effective on microbial biofilms
Al Tall et al. The design and functional characterization of a novel hybrid antimicrobial peptide from Esculentin-1a and melittin
Saini et al. Targeting Vancomycin-Resistant Enterococci (VRE) Infections and Van Operon-Mediated Drug Resistance Using Dimeric Cholic Acid–Peptide Conjugates