Leaky membrane fusion: an ambivalent effect induced by antimicrobial polycations
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Notice bibliographique
Résumé
Both antimicrobial peptides and their synthetic mimics are potential alternatives to classical antibiotics. They can induce several membrane perturbations including permeabilization. Especially in model studies, aggregation of vesicles by such polycations is often reported. Here, we show that unintended vesicle aggregation or indeed fusion can cause apparent leakage in model studies that is not possible in most microbes, thus potentially leading to misinterpretations. The interactions of a highly charged and highly selective membrane-active polycation with negatively charged phosphatidylethanolamine/phosphatidylglycerol (PE/PG) vesicles are studied by a combination of biophysical methods. At low polycation concentrations, apparent vesicle aggregation was found to involve exchange of lipids. Upon neutralization of the negatively charged vesicles by the polycation, full fusion and leakage occurred and leaky fusion is suspected. To elucidate the interplay of leakage and fusion, we prevented membrane contacts by decorating the vesicles with PEG-chains. This inhibited fusion and also leakage activity. Leaky fusion is further corroborated by increased leakage with increasing likeliness of vesicle-vesicle contacts. Because of its similar appearance to other leakage mechanisms, leaky fusion is difficult to identify and might be overlooked and more common amongst polycationic membrane-active compounds. Regarding biological activity, leaky fusion needs to be carefully distinguished from other membrane permeabilization mechanisms, as it may be less relevant to bacteria, but potentially relevant for fungi. Furthermore, leaky fusion is an interesting effect that could help in endosomal escape for drug delivery. A comprehensive step-by-step protocol for membrane permeabilization/vesicle leakage using calcein fluorescence lifetime is provided in the ESI.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle