Characterization of the antiviral activity of dermcidin in vitro and in vivo, and its potential role against respiratory viral infections
Mostrar el registro completo del ítem
Título: Characterization of the antiviral activity of dermcidin in vitro and in vivo, and its potential role against respiratory viral infections
Autor: Corell Escuin, Paula
Resumen:
[ES] Antecedentes: El virus de la gripe es una de las principales causas de infecciones respiratorias a nivel mundial, provocando epidemias estacionales con un impacto significativo en la salud pública y en la economía. A pesar de más de mil millones de casos anuales en el mundo, algunas personas expuestas al virus permanecen asintomáticas. La causa de esta resistencia no se ha aclarado, pero comprenderla podría conducir a nuevas estrategias preventivas y terapéuticas. En un estudio previo de nuestro laboratorio se identificó un péptido antimicrobiano humano (AMP), la dermicidina, a partir de genotecas de individuos asintomáticos, sugiriendo un posible papel antiviral. Esta tesis analiza si las diferencias de susceptibilidad a la gripe están relacionadas con la producción de dermicidina. Objetivos: Este trabajo tiene como objetivo confirmar y caracterizar la actividad antiviral de la dermicidina contra el virus de la gripe, centrándose en los subtipos H1N1 y H3N2. Investiga también el mecanismo de acción del péptido, su papel en la susceptibilidad a padecer los síntomas de gripe y su producción en las vías respiratorias humanas. Además, evalúa el potencial terapéutico de la dermicidina, incluyendo su citotoxicidad, tolerabilidad y eficacia en un modelo animal. Métodos: Se evaluó la actividad antiviral de la dermicidina y sus derivados mediante ensayos de inhibición de hemaglutinación (HAI) y ensayo de placa contra siete cepas del virus de la gripe en cultivos celulares. Se estudió el mecanismo de acción mediante ensayos de afinidad, acoplamiento molecular y simulaciones dinámicas. Los niveles de dermicidina en muestras humanas se analizaron con ELISA, y se realizaron análisis genéticos comparativos de individuos sintomáticos y asintomáticos mediante secuenciación PacBio y VarScan. La citotoxicidad se evaluó con el ensayo MTT, y la eficacia terapéutica se probó en ratones Balb/c analizando peso, síntomas, carga viral y producción de citoquinas inflamatorias. Resultados y discusión: Esta tesis caracteriza la actividad antiviral de la dermicidina, identificando DCD-1L como el péptido más efectivo, con concentraciones inhibitorias de 81-254 µM contra los subtipos H1N1 y H3N2. La dermicidina se une a la zona del tallo de la hemaglutinina (HA), bloqueando la etapa inicial de la infección, un mecanismo conservado que podría ser eficaz contra otros virus con HA, como el coronavirus humano OC43 y el virus del sarampión. La dermicidina se produce en las rutas de entrada viral en humanos (lágrimas, saliva y secreciones nasofaríngeas), con mayores niveles en individuos asintomáticos, lo que podría explicar su resistencia. Este péptido también se sobreproduce en respuesta a infecciones respiratorias, lo que confirma su papel en la respuesta inmune innata. En el análisis genético no encontraron variantes asociadas con la resistencia a los síntomas, sugiriendo que la mayor producción de dermicidina es clave. Estudios en animales confirmaron que DCD-1L es seguro, bien tolerado y eficaz, comparable al zanamivir cuando se co-incuba con el virus. Conclusión: La susceptibilidad a los síntomas de la gripe está parcialmente asociada con la producción de dermicidina en las rutas de entrada de virus respiratorios. Los resultados destacan su potencial uso como agente terapéutico para tratar y prevenir la gripe y otras infecciones virales respiratorias.
[CA] Antecedents: El virus de la grip és una de les principals causes d'infeccions respiratòries, provocant epidèmies estacionals amb un impacte significatiu en la salut pública i en l'economia. Tot i més de mil milions de casos anuals en tot el món, algunes persones exposades al virus romanen asimptomàtiques. La causa d'aquesta resistència no s'ha aclarit, però comprendre-la podria portar a noves estratègies preventives i terapèutiques. Un estudi previ del nostre laboratori va identificar un pèptid antimicrobià humà (AMP), la dermicidina, en genoteques d'individus asimptomàtics, suggerint un possible paper antiviral. Aquesta tesi analitza si les diferències de susceptibilitat a la grip estan relacionades amb la producció de dermicidina. Objectius: Aquest treball té com a objectiu confirmar i caracteritzar l'activitat antiviral de la dermicidina contra el virus de la grip, centrant-se en els subtipus H1N1 i H3N2. Investiga també el mecanisme d'acció del pèptid, el seu paper en la susceptibilitat als símptomes i la seua producció en les vies respiratòries humanes. A més, avalua el potencial terapèutic de la dermicidina, incloent-hi la seua citotoxicitat, tolerabilitat i eficàcia en un model animal. Mètodes: Es van avaluar els efectes antivirals de la dermicidina i els seus derivats mitjançant assajos d'inhibició de l'hemaglutinació (HAI) i de plaques contra set soques del virus de la grip en cultius cel·lulars. Es va estudiar el mecanisme d'acció amb assajos d'afinitat, acoblament molecular i simulacions dinàmiques. Els nivells de dermicidina en mostres humanes es van analitzar amb ELISA, i es van fer anàlisis genètiques comparatives d'individus simptomàtics i asimptomàtics mitjançant seqüenciació PacBio i VarScan. La citotoxicitat es va avaluar amb l'assaig MTT, i l'eficàcia terapèutica es va provar en ratolins Balb/c analitzant pes, símptomes, càrrega viral i citoquines inflamatòries. Resultats i Discussió: La tesi caracteritza l'activitat antiviral de la dermicidina, identificant DCD-1L com el pèptid més efectiu, amb concentracions inhibidores de 81-254 µM contra els subtipus H1N1 i H3N2. La dermicidina s'uneix a la zona del tronc de l'hemaglutinina (HA), bloquejant l'etapa inicial de la infecció, un mecanisme conservat que podria ser eficaç contra altres virus amb HA, com el coronavirus humà OC43 i el virus del xarampió. La dermicidina es produeix en les vies d'entrada viral en humans (llàgrimes, saliva i secrecions nasofaringees), amb nivells més alts en individus asimptomàtics, cosa que podria explicar la seua resistència. Aquest pèptid també es sobreprodueix en resposta a infeccions respiratòries, confirmant el seu paper en la resposta immune innata. L'anàlisi genètica no va trobar variants associades amb la resistència als símptomes, suggerint que la major producció de dermicidina és clau. Els estudis en animals van confirmar que DCD-1L és segur, ben tolerat i eficaç, comparable al zanamivir quan es co-incuba amb el virus. Conclusió: La susceptibilitat a patir els símptomes de la grip està parcialment associada amb la producció de dermicidina en les vies d'entrada de virus respiratòries. Els resultats destaquen el seu potencial ús com a agent terapèutic per a tractar i prevenir la grip i altres infeccions virals respiratòries.
[EN] Background: Influenza virus is one of the major causes of respiratory infections, leading to seasonal epidemics with significant economic and public health impacts. Despite over a billion cases annually worldwide, some individuals exposed to the virus remain asymptomatic. The basis for this resistance is unclear, but understanding it could lead to new preventive and therapeutic strategies. A previous study from our lab identified a human antimicrobial peptide (AMP), dermcidin, from DNA libraries of asymptomatic individuals, suggesting a potential antiviral role. This thesis explores whether susceptibility differences to influenza are linked to dermcidin production. Objectives: This research aims to confirm and characterize the antiviral activity of dermcidin against influenza virus, focusing on two main subtypes (H1N1 and H3N2). It also investigates the peptide's mechanism of action, its role in susceptibility to symptoms, and its production in human respiratory pathways. Additionally, it evaluates dermcidin's potential as a therapeutic agent, including its cytotoxicity, tolerability, and efficacy in an animal model. Methods: The antiviral effects of dermcidin and derived peptides were tested using hemagglutination inhibition (HAI) and plaque inhibition assays against seven influenza virus strains in cell culture. Mechanisms of action were studied via affinity assays, molecular docking, and dynamic simulations. Dermcidin levels in human samples were assessed using ELISA, with comparative genetic analyses of symptomatic and asymptomatic individuals conducted using PacBio sequencing and VarScan. Cytotoxicity was tested by MTT assay, and therapeutic efficacy was evaluated in Balb/c mice by monitoring body weight, symptoms, viral load, and inflammatory cytokine levels. Results and Discussion: This thesis characterizes the antiviral activity of dermcidin, identifying DCD-1L as the most effective peptide, with inhibitory concentrations of 81-254 µM against H1N1 and H3N2 subtypes. Dermcidin binds to the hemagglutinin (HA) stalk zone, blocking the initial infection stage, a conserved mechanism potentially effective against other HA-expressing viruses, including human coronavirus OC43 and measles virus. Dermcidin is naturally produced in human viral entry routes such as tears, saliva, and nasopharyngeal secretions, with asymptomatic individuals secreting higher amounts in the nasopharynx, which may explain their resistance to symptoms. The peptide is overproduced in response to various respiratory viral infections, supporting its role in the innate immune response. Genetic analysis showed no specific variants associated with symptom resistance, suggesting that higher dermcidin production underlies this trait. Animal model studies confirmed DCD-1L's safety, tolerability, and efficacy, comparable to zanamivir when co-incubated with the virus. Conclusion: Susceptibility to influenza symptoms is partly associated with dermcidin production in respiratory viral entry pathways. The findings highlight dermcidin's potential as a novel therapeutic agent for influenza and other respiratory viral diseases, addressing the need for new strategies against these infections.
[ES] Antecedentes: El virus de la gripe es una de las principales causas de infecciones respiratorias a nivel mundial, provocando epidemias estacionales con un impacto significativo en la salud pública y en la economía. A pesar de más de mil millones de casos anuales en el mundo, algunas personas expuestas al virus permanecen asintomáticas. La causa de esta resistencia no se ha aclarado, pero comprenderla podría conducir a nuevas estrategias preventivas y terapéuticas. En un estudio previo de nuestro laboratorio se identificó un péptido antimicrobiano humano (AMP), la dermicidina, a partir de genotecas de individuos asintomáticos, sugiriendo un posible papel antiviral. Esta tesis analiza si las diferencias de susceptibilidad a la gripe están relacionadas con la producción de dermicidina. Objetivos: Este trabajo tiene como objetivo confirmar y caracterizar la actividad antiviral de la dermicidina contra el virus de la gripe, centrándose en los subtipos H1N1 y H3N2. Investiga también el mecanismo de acción del péptido, su papel en la susceptibilidad a padecer los síntomas de gripe y su producción en las vías respiratorias humanas. Además, evalúa el potencial terapéutico de la dermicidina, incluyendo su citotoxicidad, tolerabilidad y eficacia en un modelo animal. Métodos: Se evaluó la actividad antiviral de la dermicidina y sus derivados mediante ensayos de inhibición de hemaglutinación (HAI) y ensayo de placa contra siete cepas del virus de la gripe en cultivos celulares. Se estudió el mecanismo de acción mediante ensayos de afinidad, acoplamiento molecular y simulaciones dinámicas. Los niveles de dermicidina en muestras humanas se analizaron con ELISA, y se realizaron análisis genéticos comparativos de individuos sintomáticos y asintomáticos mediante secuenciación PacBio y VarScan. La citotoxicidad se evaluó con el ensayo MTT, y la eficacia terapéutica se probó en ratones Balb/c analizando peso, síntomas, carga viral y producción de citoquinas inflamatorias. Resultados y discusión: Esta tesis caracteriza la actividad antiviral de la dermicidina, identificando DCD-1L como el péptido más efectivo, con concentraciones inhibitorias de 81-254 µM contra los subtipos H1N1 y H3N2. La dermicidina se une a la zona del tallo de la hemaglutinina (HA), bloqueando la etapa inicial de la infección, un mecanismo conservado que podría ser eficaz contra otros virus con HA, como el coronavirus humano OC43 y el virus del sarampión. La dermicidina se produce en las rutas de entrada viral en humanos (lágrimas, saliva y secreciones nasofaríngeas), con mayores niveles en individuos asintomáticos, lo que podría explicar su resistencia. Este péptido también se sobreproduce en respuesta a infecciones respiratorias, lo que confirma su papel en la respuesta inmune innata. En el análisis genético no encontraron variantes asociadas con la resistencia a los síntomas, sugiriendo que la mayor producción de dermicidina es clave. Estudios en animales confirmaron que DCD-1L es seguro, bien tolerado y eficaz, comparable al zanamivir cuando se co-incuba con el virus. Conclusión: La susceptibilidad a los síntomas de la gripe está parcialmente asociada con la producción de dermicidina en las rutas de entrada de virus respiratorios. Los resultados destacan su potencial uso como agente terapéutico para tratar y prevenir la gripe y otras infecciones virales respiratorias.
[CA] Antecedents: El virus de la grip és una de les principals causes d'infeccions respiratòries, provocant epidèmies estacionals amb un impacte significatiu en la salut pública i en l'economia. Tot i més de mil milions de casos anuals en tot el món, algunes persones exposades al virus romanen asimptomàtiques. La causa d'aquesta resistència no s'ha aclarit, però comprendre-la podria portar a noves estratègies preventives i terapèutiques. Un estudi previ del nostre laboratori va identificar un pèptid antimicrobià humà (AMP), la dermicidina, en genoteques d'individus asimptomàtics, suggerint un possible paper antiviral. Aquesta tesi analitza si les diferències de susceptibilitat a la grip estan relacionades amb la producció de dermicidina. Objectius: Aquest treball té com a objectiu confirmar i caracteritzar l'activitat antiviral de la dermicidina contra el virus de la grip, centrant-se en els subtipus H1N1 i H3N2. Investiga també el mecanisme d'acció del pèptid, el seu paper en la susceptibilitat als símptomes i la seua producció en les vies respiratòries humanes. A més, avalua el potencial terapèutic de la dermicidina, incloent-hi la seua citotoxicitat, tolerabilitat i eficàcia en un model animal. Mètodes: Es van avaluar els efectes antivirals de la dermicidina i els seus derivats mitjançant assajos d'inhibició de l'hemaglutinació (HAI) i de plaques contra set soques del virus de la grip en cultius cel·lulars. Es va estudiar el mecanisme d'acció amb assajos d'afinitat, acoblament molecular i simulacions dinàmiques. Els nivells de dermicidina en mostres humanes es van analitzar amb ELISA, i es van fer anàlisis genètiques comparatives d'individus simptomàtics i asimptomàtics mitjançant seqüenciació PacBio i VarScan. La citotoxicitat es va avaluar amb l'assaig MTT, i l'eficàcia terapèutica es va provar en ratolins Balb/c analitzant pes, símptomes, càrrega viral i citoquines inflamatòries. Resultats i Discussió: La tesi caracteritza l'activitat antiviral de la dermicidina, identificant DCD-1L com el pèptid més efectiu, amb concentracions inhibidores de 81-254 µM contra els subtipus H1N1 i H3N2. La dermicidina s'uneix a la zona del tronc de l'hemaglutinina (HA), bloquejant l'etapa inicial de la infecció, un mecanisme conservat que podria ser eficaç contra altres virus amb HA, com el coronavirus humà OC43 i el virus del xarampió. La dermicidina es produeix en les vies d'entrada viral en humans (llàgrimes, saliva i secrecions nasofaringees), amb nivells més alts en individus asimptomàtics, cosa que podria explicar la seua resistència. Aquest pèptid també es sobreprodueix en resposta a infeccions respiratòries, confirmant el seu paper en la resposta immune innata. L'anàlisi genètica no va trobar variants associades amb la resistència als símptomes, suggerint que la major producció de dermicidina és clau. Els estudis en animals van confirmar que DCD-1L és segur, ben tolerat i eficaç, comparable al zanamivir quan es co-incuba amb el virus. Conclusió: La susceptibilitat a patir els símptomes de la grip està parcialment associada amb la producció de dermicidina en les vies d'entrada de virus respiratòries. Els resultats destaquen el seu potencial ús com a agent terapèutic per a tractar i prevenir la grip i altres infeccions virals respiratòries.
[EN] Background: Influenza virus is one of the major causes of respiratory infections, leading to seasonal epidemics with significant economic and public health impacts. Despite over a billion cases annually worldwide, some individuals exposed to the virus remain asymptomatic. The basis for this resistance is unclear, but understanding it could lead to new preventive and therapeutic strategies. A previous study from our lab identified a human antimicrobial peptide (AMP), dermcidin, from DNA libraries of asymptomatic individuals, suggesting a potential antiviral role. This thesis explores whether susceptibility differences to influenza are linked to dermcidin production. Objectives: This research aims to confirm and characterize the antiviral activity of dermcidin against influenza virus, focusing on two main subtypes (H1N1 and H3N2). It also investigates the peptide's mechanism of action, its role in susceptibility to symptoms, and its production in human respiratory pathways. Additionally, it evaluates dermcidin's potential as a therapeutic agent, including its cytotoxicity, tolerability, and efficacy in an animal model. Methods: The antiviral effects of dermcidin and derived peptides were tested using hemagglutination inhibition (HAI) and plaque inhibition assays against seven influenza virus strains in cell culture. Mechanisms of action were studied via affinity assays, molecular docking, and dynamic simulations. Dermcidin levels in human samples were assessed using ELISA, with comparative genetic analyses of symptomatic and asymptomatic individuals conducted using PacBio sequencing and VarScan. Cytotoxicity was tested by MTT assay, and therapeutic efficacy was evaluated in Balb/c mice by monitoring body weight, symptoms, viral load, and inflammatory cytokine levels. Results and Discussion: This thesis characterizes the antiviral activity of dermcidin, identifying DCD-1L as the most effective peptide, with inhibitory concentrations of 81-254 µM against H1N1 and H3N2 subtypes. Dermcidin binds to the hemagglutinin (HA) stalk zone, blocking the initial infection stage, a conserved mechanism potentially effective against other HA-expressing viruses, including human coronavirus OC43 and measles virus. Dermcidin is naturally produced in human viral entry routes such as tears, saliva, and nasopharyngeal secretions, with asymptomatic individuals secreting higher amounts in the nasopharynx, which may explain their resistance to symptoms. The peptide is overproduced in response to various respiratory viral infections, supporting its role in the innate immune response. Genetic analysis showed no specific variants associated with symptom resistance, suggesting that higher dermcidin production underlies this trait. Animal model studies confirmed DCD-1L's safety, tolerability, and efficacy, comparable to zanamivir when co-incubated with the virus. Conclusion: Susceptibility to influenza symptoms is partly associated with dermcidin production in respiratory viral entry pathways. The findings highlight dermcidin's potential as a novel therapeutic agent for influenza and other respiratory viral diseases, addressing the need for new strategies against these infections.
URI: http://hdl.handle.net/10251/214795
Fecha: 2026-01-24
Relacionado
Ítems en Google Scholar
Ficheros en el ítem
Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)
-
Tesis doctorales [5480]