Free access
Issue
Vet. Res.
Volume 31, Number 3, May-June 2000
Page(s) 277 - 296
DOI http://dx.doi.org/10.1051/vetres:2000121
How to cite this article Vet. Res. (2000) 277-296
DOI: 10.1051/vetres:2000121

Vet. Res. 31 (2000) 277-296

Porcine antimicrobial peptides: New prospects for ancient molecules of host defense

Guolong Zhang - Christopher R. Ross - Frank Blecha

Department of Anatomy and Physiology, Kansas State University, 1600 Denison Avenue, Veterinary Medical Sciences Bldg. 228, Manhattan, KS 66506, USA (Received 15 November 1999; accepted 23 December 1999)

(Received 15 November 1999; accepted 23 December 1999)

Abstract:

Antimicrobial peptides (AMPs) are small, endogenous, polycationic molecules that constitute a ubiquitous and significant component of innate immunity. These natural antibiotics have broad microbicidal activity against various bacteria, fungi, and enveloped viruses. Because most AMPs kill bacteria by physical disruption of cell membranes, which may prevent microorganisms from developing resistance against these agents, they are being explored as possible alternatives to conventional antibiotics. Pigs, like many other mammals, produce an impressive array of AMPs, which are synthesized predominantly by host leukocytic phagocytes or mucosal epithelial cells. Currently, more than a dozen distinct porcine AMPs have been identified and a majority belongs to the cathelicidin family. This review briefly summarizes recent advances in porcine AMP research with an emphasis on the diverse biological functions of each peptide. Mechanisms of action of these AMPs and their role in the resistance to infections are considered. Finally, the current status of pharmaceutical and agricultural uses of AMPs as well as future prospects for their application in the food animal industry is discussed.


Keywords: pig / antimicrobial peptide / cathelicidin / defensin / innate immunity

Résumé:

Peptides antimicrobiens porcins : nouvelles perspectives pour d'anciennes molécules de défense de l'hôte. Les peptides antimicrobiens sont de petites molécules endogènes, polycationiques, qui représentent un élément important et ubiquitaire des défenses immunes naturelles. Ces antibiotiques naturels ont un effet antimicrobien à large spectre, à la fois contre des bactéries, des moisissures et des virus enveloppés. Comme la plupart de ces peptides antimicrobiens tuent les bactéries par altération physique de leur membrane, ce qui peut éviter le développement de souches microbiennes résistantes à ces agents, ils représentent des alternatives possibles à l'emploi des antibiotiques classiques. Le porc, comme de nombreux autres mammifères, produit une gamme importante de peptides antimicrobiens, synthétisés pour l'essentiel par les leucocytes à activité phagocytaire, ou par les cellules épithéliales des muqueuses. Il y a actuellement plus d'une douzaine de peptides antimicrobiens identifiés chez le porc, dont la majorité fait partie de la famille des cathélicidines. Cet article résume les progrès récents accomplis dans le domaine des peptides antimicrobiens du porc, en insistant particulièrement sur les effets biologiques variés de chaque peptide, sur leurs mécanismes d'action et leur rôle anti-infectieux. Enfin, cette revue discute de l'état actuel des utilisations pharmaceutiques et agronomiques de ces peptides antimicrobiens, ainsi que des perpectives de leur utilisation pour l'élevage industriel.


Mots clé : porc / peptide antimicrobien / cathélicidine / défensine / immunité naturelle

Correspondence and reprints: Franck Blecha
tel.: (1) 785 532 4537; blecha@vet.ksu.edu

Copyright INRA, EDP Sciences