Interaction of host defence peptides with model and biological membranes

I peptidi in difesa dell’ospite (HDPs) esercitano molteplici ruoli nell’immunità, agendo sia come molecole antimicrobiche ad azione diretta sia come agenti immuno-moduatori. Il ruolo all’interfaccia tra immunità innata ed adattativa li rende molecole ideali per la futura applicazione nel trattamento di malattie infettive. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare le caratteristiche funzionali e strutturali di Catelicidine e Defensine selezionate al fine di correlare queste proprietà con l’ attività selettiva su cellule eucariotiche e procariotiche. Metodi biofisici e biochimici sono stati applicati alla catelicidina umana LL37 ed alcuni analoghi (ortologhi di primate e peptidi artificiali) con lo scopo di studiare la loro struttura e aggregazione in contatto con membrane biologiche e modello (i). Lo stesso approccio è stato anche applicato alle defensine umane hBD2 e 3 ed a loro analoghi. Inoltre, tecniche di microscopia, quali la microscopia a trasmissione elettronica (TEM), la microspettroscopia infrarossa in trasformata di fourier accoppiata ad una sorgente di sicrotrone (µSR-FTIR) e la citofluorimetria, sono state utilizzate in modo complementare al fine di studiare l’interazione a breve termine di hBD2 con cellule presentanti l’antigene, in particolare le cellule dendritiche immature (ii). (i) Lo studio strutturale e l’interazione di membrana di catelicidine ortologhe ci ha permesso di scoprire come l’evoluzione abbia lavorato sulla sequenza dei peptidi inducendo una diversa capacità di strutturare nei diversi ortologhi. Questo ha portato ad un’interazione differenziata e specifica con le membrane e a diversi meccanismi di lisi di membrana cellulare e probabilmente diversi modi di interagire con le cellule dell’ospite. (ii) Inoltre, abbiamo individuato una rapida interazione di hBD2 con le cellule presentanti l’antigene. hBD2 sembra indurre un riarrangiamento generale dei lipidi cellulari che sembra comportare un aumento nella fluidità di membrana e una ri- organizzazione del sistema endomembranoso. Queste variazioni potrebbero essere responsabili di un cambiamento morfologico delle cellule che promuoverebbe la mobilità cellulare in risposta a stimuli esterni. Questo studio dimostra l’esistenza di un posibile meccanismo alternativo di motilità cellulare rispetto alla chemotassi recettore-mediata, indicando un meccanimo di azione di hBD2 sulle iDC più complesso rispetto quanto riportato fino ad oggi.