COMPUESTOS ÚTILES PARA EL TRATAMIENTO DE INFECCIONES BACTERIANAS, COMPOSICIONES FARMACÉUTICAS QUE LOS CONTIENEN, PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN DE LOS MISMOS Y SUS APLICACIONES.

La presente invención describe una serie de compuestos útiles para reducir o anular procesos determinantes de la patogenicidad y virulencia bacterianas y de la adherencia bacteriana a superficies inertes o células tales como la producción de adhesinas

, la motilidad flagelar y la formación de EPSs y biofilms bacterianos. Estos compuestos pueden usarse para la elaboración de composiciones farmacéuticas antibacterianas o de composiciones antisépticas para el tratamiento de un amplio abanico de infecciones bacterianas, como por ejemplo, E. coli, S. typhi, S. dysenteteriae, V. chlolerae, P. aeruginosa, H. pylori, L. monocytogenes, C. difficile y S. pyogenes. Además, se describe un procedimiento para la identificación de dichos compuestos.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201232017.

Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MUÑOZ PEREZ,FRANCISCO JOSE, POZUETA ROMERO,JAVIER, BAROJA FERNANDEZ,EDURNE, RAHIMPOUR,Mehdi, MONTERO MACARRO,Manuel, ALMAGRO ZABALZA,Goizeder.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO... > A61K38/00 (Preparaciones medicinales que contienen péptidos (péptidos que contienen ciclos beta-lactama A61K 31/00; dipéptidos cíclicos que no tienen en su molécula ningún otro enlace peptídico más que los que forman su ciclo, p. ej. piperazina 2,5-dionas, A61K 31/00; péptidos basados en la ergolina A61K 31/48; que contienen compuestos macromoleculares que tienen unidades aminoácido repartidas estadísticamente A61K 31/74; preparaciones medicinales que contienen antígenos o anticuerpos A61K 39/00; preparaciones medicinales caracterizadas por los ingredientes no activos, p. ej. péptidos como soportes de fármacos, A61K 47/00))

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Fragmento de la descripción:

COMPUESTOS ÚTILES PARA EL TRATAMIENTO DE INFECCIONES BACTERIANAS, COMPOSICIONES FARMACÉUTICAS QUE LOS CONTIENEN, PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN DE LOS MISMOS Y SUS APLICACIONES

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se enmarca en el campo de desarrollo de nuevos compuestos para el tratamiento de enfermedades infecciosas, la limpieza de materiales asépticos, evitar la proliferación bacteriana en superficies y canalizaciones y por tanto está dirigida al campo de la biomedicina y el desarrollo farmacéutico. También se enmarca en el campo de desarrollo de compuestos que fomenten la interacción de rhizobacterias beneficiosas con células vegetales y por tanto está dirigida al campo de la agricultura y la agronomía.

ESTADO DE LA TÉCNICA

El glucógeno es un homopolisacárido altamente ramificado formado por unidades de glucosa unidas por enlaces a- 1,4 y a-1,6 en los puntos de ramificación. En bacterias, la función de este polisacárido de reserva no está bien definida todavía, pero diversos trabajos han vinculado el metabolismo del glucógeno con la supervivencia, y en el caso de patógenos con la colonización y virulencia [Jones, S. A., Jorgensen, M., Chowdhury, F. Z., Rodgers, R., Hartline, J., Leatham, M. P., Struve, C., Krogfelt, K. A., Cohén, P. S., Conway, T. (2008) Glycogen and maltose utilization by Escherichia coli 0157:H7 in the mouse intestine. Infecí. Immun. 76, 2531-2540; Sambou, T., Dinadayala, P., Stadthagen, G., Barilone, N., Bordat, Y., Constant, P., Levillain, F., Neyrolles, O., Gicquel, B., Lemassu, A., Daffe, M., Jackson, M. (2008) Capsular glucan and intracellular glycogen of Mycobacterium tuberculosis: biosynthesis and impact on the persistence in mice. Mol. Microbiol. 70, 762-774; Bourassa, L., Camilli, A. (2009) Glycogen contributes to the environmental persistence and transmission of Vibrio cholerae. Mol. Microbiol. 72, 124-138; Wang, L., Wise, M. J. (2011) Glycogen with short average chain length enhances bacterial durability. Naturwissenschaften. 98, 719-729]. Sintetizado por la glucógeno sintasa (GlgA) utilizando ADP-glucosa (ADPG) como molécula donadora del grupo glucosilo, la acumulación de glucógeno bacteriano es un proceso que requiere energía (ATP) y que ocurre cuando en presencia de una fuente de carbono en exceso, existe una deficiencia de otro(s) nutriente(s).

La regulación de la síntesis de glucógeno en enterobacterias abarca un complejo ensamblaje de factores que están ajustados al estado nutricional de la célula [Montero, M., Eydallin, G., Almagro, G., Muñoz, F. J., Viale, A. M., Rahimpour, M., Sesma, M.T., Baroja-Fernández, E., Pozueta-Romero, J. (2009) Escherichia coli glycogen metabolism is controlled by the PhoP-PhoQ regulatory system at submillimolar environmental Mg2+ concentrations, and is highly interconnected with a wide variety of cellular processes. Biochem. J. 424, 129-141; Wilson, W. A., Roach, P. J., Montero, M., Baroja-Fernández, E., Muñoz, F. J., Eydallin, G., Viale, A. M., Pozueta-Romero, J. (2010) Regulation of glycogen metabolism in yeast and bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 34, 952-985]. A nivel transcripcional, estudios recientes han mostrado que el metabolismo del glucógeno está sujeto a la regulación del operón glgBXCAP perteneciente al reguión a través de RelA [Montero, M., Almagro G., Eydallin G., Viale, A. M., Muñoz, F. J., Bahaji, A., Li, J., Rahimpour, M., Baroja-Fernández, E., Pozueta-Romero, J. (2011) Escherichia coli glycogen genes are organized in a single glgBXCAP transcriptional unit possessing an alternative suboperonic promoter within glgC that directs glgAP expression. Biochem. J. 433, 107-117]. glgBXCAP forma parte del reguión PhoP-PhoQ [Montero, M., Eydallin, G., Almagro, G., Muñoz, F. J., Viale, A. M., Rahimpour, M., Sesma, M.T., Baroja- Fernández, E., Pozueta-Romero, J. (2009) Escherichia coli glycogen metabolism is controlled by the PhoP-PhoQ regulatory system at submillimolar environmental Mg2+ concentrations, and is highly interconnected with a wide variety of cellular processes. Biochem. J. 424, 129-141], de modo que su expresión responde positivamente a la concentración extracelular de Mg2+. A nivel de actividad enzimática, la biosíntesis de glucógeno está sometida a la regulación alostérica de la ADPG-pirofosforilasa (AGP, también llamada GlgC en bacterias), la cual produce ADPG desde ATP y glucosa-1-fosfato (G1P) [Ballicora, M. A., Iglesias, A. A., Preiss, J. (2003) ADP-glucose pyrophosphorylase, a regulatory enzyme for bacterial glycogen synthesis. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 67, 213-225]. Los reguladores alostéricos que incrementan su actividad han sido ampliamente descritos y entre ellos se encuentran: NADH, NADPH, piridoxaI-fosfato, ácido pirúvico, fructosa-6-fosfato, fructosa-1,6-bifosfato (F1,6P2), fructosa-2,6- bifosfato (F2,6P2), 3-fosfoglicerato (3PGA), sedoheptulosa 1,7-d¡fosfato, D-arabinitol 1,5-d¡fosfato, glucosa 1,6- difosfato, gliceraldehido 3-P, 2-fosfoglicerato, magnesio (Mg2+), eritrosa-4-fosfato, fosfoenolpiruvato y fosfoketodeoxigluconato [Preiss, J. (1984) Bacterial glycogen synthesis and its regulation. Annu. Rev. Microbiol. 38, 419-458; Preiss, J., Shen, L., Greenberg, E., Gentner, N. (1966) Biosíntesis of bacterial glycogen. IV. Activation and inhibition of adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase of Escherichia coli B. Biochemistry. 5, 1833-1845]. Por otro lado, el AMP actúa como regulador alostérico negativo de GlgC.

Las bacterias poseen además otras AGPs que no son reconocidas por anticuerpos específicos contra GlgC [Martin, M.C., Scheneider, D., Bruton, C.J., Chater, K.F. and Hardisson, C. (1997) A glgC gene essential only for the first two spatially distinct phases of glycogen synthesis in Streptomyces coelicolor. J Bacteriol 179, 7784-7789; Morán- Zorzano, M.T., Alonso-Casajús, N., Muñoz, F.J., Viale, A.M., Baroja-Fernández, E., Eydallin, G., Pozueta-Romero, J. (2007) Occurrence of more than one important source of ADPglucose linked to glycogen biosynthesis in Escherichia coli and Salmonella entérica. FEBS Lett 581, 4423-4429; Eydallin, G., Morán-Zorzano, M.T., Muñoz, F.J., Baroja-

Fernández, E., Montero, M., Alonso-Casajús, N., Viale, A.M. and Pozueta-Romero, J. (2007) An Escherichia coli mutant producing a truncated inactive form of GlgC synthesizes glycogen: further evidences for the occurrence of various important sources of ADPglucose in enterobacteria. FEBS Lett 581, 4417-4422]. Las plantas también poseen AGP y aunque su homología con las AGPs bacterianas (como por ejemplo, la GlgC de E. coli) es muy baja [Li J., Almagro G., Muñoz F.J., Baroja-Fernández E., Bahaji A., Montero M., Hidalgo M., Sánchez-López A.M., Ezquer I., Sesma M.T., Pozueta-Romero J. (2012) Post-translational redox modification of ADP-glucose pyrophosphorylase in response to light is not a major determinant of fine regulation of transitory starch accumulation in Arabidopsis leaves. Plant Cell Physiol. 53:433-44], su actividad es idéntica. De hecho, las bacterias puede expresar AGP activa de origen vegetal y viceversa [Iglesias A.A., Barry G.F., Meyer C., Bloksberg L., Nakata P.A., Greene T, Laughlin M.J., Okita T.W., Kishore G.M., Preiss, J. (1993) Expression of the potato tuber ADP-glucose pyrophosphorylase in Escherichia coli. J. Biol. Chem. 268, 1081-1086; Crevillén P., Ballicora M.A., Mérida A., Preiss J., Romero J.M. (2003) The different large subunit isoforms of Arabidopsis thaliana ADP-glucose pyrophosphorylase confer distinct kinetic and regulatory properties to the heterotetrameric enzyme. J. Biol. Chem. 278, 28508-28515; Li J., Almagro G., Muñoz F.J., Baroja-Fernández E., Bahaji A., Montero M., Hidalgo M., Sánchez-López A.M., Ezquer I., Sesma M.T., Pozueta-Romero J. (2012) Post-translational redox modification of ADP-glucose pyrophosphorylase in response to light is not a major determinant of fine regulation of... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1Compuesto útil para reducir o anular procesos determinantes de la patogenicidad y virulencia bacterianas y de la adherencia bacteriana a superficies tales como la producción de fimbrias de tipo 1, la motilidad flagelar y la formación de EPSs y biofilms bacterianos, caracterizado porque regula positivamente la ruta metabólica de producción de glucógeno bacteriano a través de la estimulación de GlgS y/o GlgC o cualquier otra función que conlleve un gasto de ATP y G1P para la producción de ADPG necesario para la síntesis de glucógeno, y porque se selecciona del grupo que consiste en:

una proteina que regula positivamente la ruta metabólica de producción de glucógeno bacteriano fomentando el consumo de ATP y/o G1P intracelular seleccionada entre una proteína con actividad AGP que comprende una secuencia perteneciente al siguiente grupo: la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO 2 y la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO 6; o una proteina GlgS que comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO 4;

una secuencia de nucleótidos codificante de dicha proteína, donde la secuencia de nudeótidos se selecciona entre una secuencia agp, que codifica para una proteina o péptido con actividad AGP, y que comprende SEQ ID NO 1 ó SEQ ID N05; o una secuencia glgS, que codifica para una proteína o péptido GlgS, y comprende la secuencia SEQ ID NO 3;

un regulador alostérico capaz de activar a una proteina o péptido con actividad AGP pertenedente al siguiente grupo: sedoheptulosa 1,7-difosfato, D-arabinitol 1,5-difosfato, glucosa 1,6-difosfato, gliceraldehido 3-P, 2-fosfoglicerato, eritrosa-4-fosfato, fosfoenolpiruvato, fosfoketodeoxigluconato, magnesio (Mg2+), NADH, NADPH, piridoxal-fosfato, ácido pirúvico, fructosa-6-fosfato, fructosa-1,6-bifosfato (F1.6P2), fructosa-2,6-bifosfato (F2.6P2) o 3-fosíbglicerato (3PGA).

2.- Compuesto según la reivindicación 1 para uso en la prevención y tratamiento de una contaminación bacteriana.

3.- Compuesto según la reivindicación 2 caracterizado porque la contaminación bacteriana se refiere a una infecdón bacteriana en mamíferos, preferentemente humanos, o a la presencia de bacterias en distintos materiales, superficies o equipos asépticos.

4.- Uso del compuesto según una cualquiera de las reivindicadones 1 a 3 en la elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento de una enfermedad infecciosa o para la limpieza antiséptica.

5.- Uso del compuesto según la reivindicación 4 caracterizado porque la bacteria pertenece al siguiente grupo:

a) Gram negativas, preferentemente, Escherichia, Salmonella, Campilobacter, Shigelfa, Yersinla, Vibrio, Pseudomonas, Hefícobacter, Bartonella, Neisseria y Bordetella, y más preferentemente, E. cotí, S. typhi, S. typhimurium, C. jejuni, S. dysenteteriae, Y. pestis, V. chlolerae, P. aeruginosa, H. pylori, B. baciliifórmis, N.gonorrhoeae, B. pertusis; y

b) Gram positivas, preferentemente, Listeria, Clostridium, Bacillus, Streptococcus, Actfnomyces, y más preferentemente, L. monocytogenes, C. diffícile y S. pyogenes.

6.- Composición farmacéutica útil para el tratamiento de enfermedades infecciosas o como antiséptico caracterizada porque comprende al menos un compuesto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 3 en cantidad farmacéuticamente efectiva junto con, opcionalmente, uno o más adyuvantes y/o vehículos farmacéuticamente aceptables.

7.- Composición farmacéutica según la reivindicación 6 caracterizada porque el compuesto es una proteina que regula positivaménte la ruta metabólica de producción de glucógeno bacteriano fomentando el consumo de ATP ylo G1P intracelular, dicha proteina seleccionada entre una proteina con actividad AGP que comprende una secuencia perteneciente al siguiente grupo: la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO 2 y la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO 6; o una proteina GlgS que comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO 4.

8.- Composición farmacéutica según la reivindicación 6 caracterizada porque el compuesto es una secuencia de nucleótidos codificante de una proteina que regula positivamente la ruta metabólica de producción de glucógeno bacteriano fomentando el consumo de ATP y/o G1P intracelular, dicha secuencia seleccionada entre una secuencia agp, que codifica para una proteína o péptido con actividad AGP, y que comprende SEQ ID NO 1 ó SEQ ID NOS; o una secuencia glgS, que codifica para una proteina o péptido GlgS, y comprende la secuencia SEQ ID NO 3.

9.- Composición farmacéutica según la reivindicación 6 caracterizada porque el compuesto inhibidor es un regulador alostérico capaz de activar a una proteina o péptido con actividad AGP seleccionado de) siguiente grupo: sedoheptulosa 1,7-difosfato, D-arabinitol 1,5-difosfato, glucosa 1,6-difosfato, gliceraldehido 3-P, 2-fosfoglicerato, eritrosa-4-fosfato, fosfoenolpiruvato, fosfoketodeoxigluconato, ión magnesio (Mg2+), NADH, NADPH, piridoxal- fosfato, ácido pirúvico, ffuctosa-6-fosfato, fructosa-1,6-bifosfato (F1.6P2), ffuctosa-2,6-bifosfato (F2.6P2) o 3- fosfoglicerato (3PGA).

10.- Uso de la composición farmacéutica según una de las reivindicaciones 6 a la 9 para la limpieza antiséptica de entornos o materiales contaminados por bacterias.

11.- Procedimiento para la identificación de un compuesto inhibidor de la motiíidad, formación de EPSs y biofilms

determinantes de la patogenicidad y virulencia bacteriana, asi como de la capacidad de adherencia de las bacterias a superficies, preferentemente, mediante un ensayo de alta capacidad caracterizado porque comprende los siguientes pasos:

a) crecimiento de las bacterias en un medio de cultivo suplementado con el compuesto candidato,

b) análisis cualitativo-visual de los niveles de glucógeno bacteriano producidos en las bacterias de a), preferentemente, mediante tinción del glucógeno con vapores de iodo, y

c) selección de un compuesto inhibidor cuando dicho compuesto incrementa la cantidad de glucógeno

bacteriano detectado según el método de b) con respecto a sus niveles básales.

12.- Compuesto útil para incrementar la producción de fimbrias de tipo 1, la motiíidad, la formación de EPSs y/o blofims bacterianos caracterizado porque regula negativamente la ruta metabólica de producción de glucógeno

bacteriano a través de la inhibición de GlgC y/o GlgS, es un regulador alostérico capaz de inhibir a GlgC u otra AGP de origen microbiano cuya secuencia es diferente a GlgC. y se selecciona del siguiente grupo: AMP, ADP, ortofosfato y pirofbsfato.