β‐defensin‐2 in breast milk displays a broad antimicrobial activity against pathogenic bacteria

ObjectiveTo describe the antimicrobial activity of β‐defensin‐2 produced in the mammary gland and secreted in human breast milk.MethodsThe peptide production was performed by DNA cloning. β‐defensin‐2 levels were quantified in 61 colostrum samples and 39 mature milk samples from healthy donors, by an indirect enzyme‐linked immunosorbent assay (ELISA). Using halo inhibition assay, this study assessed activity against seven clinical isolates from diarrheal feces of children between 0 and 2 years of age. The activity of β‐defensin‐2 against three opportunistic pathogens that can cause nosocomial infections was determined by microdilution test.ResultsThe peptide levels were higher in colostrum (n = 61) than in mature milk samples (n = 39), as follows: median and range, 8.52 (2.6‐16.3) μg/ml versus 0.97 (0.22‐3.78), p < 0.0001; Mann‐Whitney test. The recombinant peptide obtained showed high antimicrobial activity against a broad range of pathogenic bacteria. Its antibacterial activity was demonstrated in a disk containing between 1–4 μg, which produced inhibition zones ranging from 18 to 30 mm against three isolates of Salmonella spp. and four of E. coli. β‐defensin‐2 showed minimum inhibitory concentrations (MICs) of 0.25 μg/mL and 0.5 μg/mL for S. marcescen and P. aeruginosa, respectively, while a higher MIC (4 μg/mL) was obtained against an isolated of multidrug‐resistant strain of A. baumannii.ConclusionsTo the authors’ knowledge, this study is the first to report β‐defensin‐2 levels in Latin American women. The production and the activity of β‐defensin‐2 in breast milk prove its importance as a defense molecule for intestinal health in pediatric patients.

ResumoObjetivoDescrever a atividade antimicrobiana da defensina‐beta 2 na glândula mamária e secretada no leite materno humano.MétodosA produção de peptídeos foi realizada por clonagem de DNA. Os níveis de defensina‐beta 2 foram quantificados em 61 amostras de colostro e 39 de leite maduro de doadoras saudáveis pelo teste ELISA indireto. Por um ensaio de halo de inibição, avaliamos a atividade contra sete isolados clínicos diarreicos de crianças entre 0 e 2 anos. A atividade da defensina 2 contra três patógenos oportunistas que podem causar infecções nosocomiais foi determinada pelo teste de microdiluição.ResultadosOs níveis de peptídeos estavam significativamente maiores nas amostras de colostro (n = 61) que de leite maduro (n = 39), como segue: 8,52 (2,6‐16,3 μg/mL) mediana e faixa em comparação a 0,97 (0,22‐3,78), p < 0,0001; teste de Mann‐Whitney. O peptídeo recombinante foi obtido da alta atividade antimicrobiana demonstrada contra uma ampla gama de bactérias patogênicas. Sua atividade antibacteriana foi demonstrada em um disco contendo entre 1‐4 μg, que produziu zonas de inibição entre 18 e 30 mm contra três isolados de Salmonella spp. e quatro de E. coli. A defensina‐beta 2 demonstrou concentrações inibitórias mínimas (CIMs) de 0,25 μg/mL e 0,5 μg/mL para S. marcescen and P. aeruginosa, ao passo que uma CIM maior (4 μg/mL) foi obtida contra um isolado de cepa multirresistente de A. baumannii.ConclusõesAté onde sabemos, este estudo é o primeiro a relatar níveis de defensina em mulheres da América Latina. A produção e a atividade da defensina 2 no leite materno comprovam sua importância como uma molécula de defesa para a saúde intestinal em pacientes pediátricos.