Antibiotic resistance is increasing and new strategies are needed to fight infection. Advanced materials are promising tools that can be combined with innovative alternatives to conventional antibiotics to allow more targeted and efficient treatment. In this work, we explored the activity against Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) of the α-helical antimicrobial peptide (AMP) MSI-78(4-20) (KFLKKAKKFGKAFVKIL) when covalently bound to a chitosan coating. The AMP MSI-78(4-20) (17 mer) is an improved version of its parent MSI-78 (22 mer; commercially known as Pexiganan), a cost-effective short AMP, which was demonstrated to be as effective as MSI-78 and less toxic to eukaryotic cells. An MSI-78(4-20)–chitosan coating could be applied in several infection scenarios, ranging from bone implants to wound dressings, as chitosan possesses osteoconductive and hemostatic properties. Cysteine-modified MSI-78(4-20) was covalently immobilized onto the chitosan coating through a succinimidyl-[(N-maleimidopropionamido)-octaethyleneglycol] ester (SM(PEG)8), a heterobifuncional crosslinker, with N-hydroxysuccinimide (NHS) ester and maleimide groups, by its N- and C- termini. The MSI-78(4-20)–chitosan coating demonstrated bactericidal properties independently of the tethering site and an improved performance in the presence of plasma proteins, which mimics conditions that will be encountered in vivo. This AMP–chitosan coating has therefore great potential for applications in medical devices such as implants or even wound dressings.

中文翻译：

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在人血浆蛋白存在下具有杀菌活性的 AMP-壳聚糖涂层

抗生素耐药性正在增加，需要新的策略来对抗感染。先进材料是很有前途的工具，可以与传统抗生素的创新替代品相结合，从而实现更有针对性和更有效的治疗。在这项工作中，我们探索了当与壳聚糖涂层共价结合时，α-螺旋抗菌肽 (AMP) MSI-78(4-20) (KFLKKAKKFGKAFVKIL) 对表皮葡萄球菌 (S. epidermidis) 的活性。AMP MSI-78(4-20)（17 mer）是其母 MSI-78（22 mer；商业上称为 Pexiganan）的改进版本，这是一种具有成本效益的短 AMP，已被证明与 MSI 一样有效-78 和对真核细胞的毒性较小。MSI-78(4-20)-壳聚糖涂层可应用于多种感染场景，从骨植入物到伤口敷料，因为壳聚糖具有骨传导和止血特性。半胱氨酸修饰的 MSI-78(4-20) 通过琥珀酰亚胺基-[(N-maleimidopropionamido)-octaethyleneglycol] 酯 (SM(PEG)8)，一种异双功能交联剂，与 N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS) 共价固定在壳聚糖涂层上) 酯和马来酰亚胺基团，通过其 N- 和 C- 末端。MSI-78(4-20)-壳聚糖涂层表现出独立于束缚位点的杀菌特性，并在血浆蛋白存在下表现出改善的性能，模拟体内将遇到的条件。因此，这种 AMP-壳聚糖涂层在医疗器械（如植入物甚至伤口敷料）中具有巨大的应用潜力。半胱氨酸修饰的 MSI-78(4-20) 通过琥珀酰亚胺基-[(N-maleimidopropionamido)-octaethyleneglycol] 酯 (SM(PEG)8)，一种异双功能交联剂，与 N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS) 共价固定在壳聚糖涂层上) 酯和马来酰亚胺基团，通过其 N- 和 C- 末端。MSI-78(4-20)-壳聚糖涂层表现出独立于束缚位点的杀菌特性，并在血浆蛋白存在下表现出改善的性能，模拟体内将遇到的条件。因此，这种 AMP-壳聚糖涂层在医疗器械（如植入物甚至伤口敷料）中具有巨大的应用潜力。半胱氨酸修饰的 MSI-78(4-20) 通过琥珀酰亚胺基-[(N-maleimidopropionamido)-octaethyleneglycol] 酯 (SM(PEG)8)，一种异双功能交联剂，与 N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS) 共价固定在壳聚糖涂层上) 酯和马来酰亚胺基团，通过其 N- 和 C- 末端。MSI-78(4-20)-壳聚糖涂层表现出独立于束缚位点的杀菌特性，并在血浆蛋白存在下表现出改善的性能，模拟体内将遇到的条件。因此，这种 AMP-壳聚糖涂层在医疗器械（如植入物甚至伤口敷料）中具有巨大的应用潜力。MSI-78(4-20)-壳聚糖涂层表现出独立于束缚位点的杀菌特性，并在血浆蛋白存在下表现出改善的性能，模拟体内将遇到的条件。因此，这种 AMP-壳聚糖涂层在医疗器械（如植入物甚至伤口敷料）中具有巨大的应用潜力。MSI-78(4-20)-壳聚糖涂层表现出独立于束缚位点的杀菌特性，并在血浆蛋白存在下表现出改善的性能，模拟体内将遇到的条件。因此，这种 AMP-壳聚糖涂层在医疗器械（如植入物甚至伤口敷料）中具有巨大的应用潜力。