Un péptido antibacteriano constituido por una de las siguientes secuencias de aminoácidos desde el extremo amino al carboxílico:

QEKIRVRLSA, QAKIRVRLSA, QKKIRVRLSA, KIRVRLSA, AKKIRVRLSA, QAKIRVRLSA, QKAIRVRLSA, QKKARVRLSA, QKKIAVRLSA, QKKIRARLSA, QKKIRVALSA, QKKIRVRASA, QKKIRVRLAA, QKAIRVRLSA, QRKIRVRLSA, QKRIRVRLSA, QRRIRVRLSA

Péptidos antibacterianos y análogos de los mismos.

Introducción

La presente invención se refiere a péptidos antibacterianos y a sus análogos multiméricos, con amplio intervalo de acción y baja actividad hemolítica. En particular, la invención se refiere a moléculas peptídicas que presentan una alta actividad antimicrobiana frente a numerosas especies bacterianas, con una citotoxicidad reducida y un bajo índice de hemólisis. En particular, la invención se refiere a moléculas peptídicas que presentan una alta actividad antimicrobiana frente a numerosas especies bacterianas, con una citotoxicidad reducida y un bajo índice de hemólisis. Las moléculas de la invención se pueden usar ventajosamente como agentes terapéuticos y coadyuvantes frente a infecciones causadas por cepas que son resistentes a antibióticos comunes.

Los péptidos de la invención están en forma de péptidos sintéticos y/o recombinantes, lineales y multimerizados en cualquier forma química, física y/o biológica, que funcionan como agentes antibacterianos con amplio espectro.

Los péptidos antimicrobianos son un componente importante de las defensas innatas de muchas especies vivas y constituyen la primera línea de defensa del sistema inmune frente a infecciones, incluso antes de que se activen completamente las respuestas de anticuerpos y/o mediadas por células.

En la actualidad pueden contarse más de 800 péptidos antimicrobianos naturales y se han preparado muchos otros sintéticamente (puede encontrarse un catálogo en línea en esta página web: http://www.bbcm.univ.trieste.it/~tossi/antimic.html).

Algunos péptidos derivados de secuencias naturales están sometiéndose a desarrollo farmacéutico (1).

Los péptidos antimicrobianos naturales constituyen un grupo numeroso y heterogéneo tanto en términos de composición como de longitud de aminoácidos. Los péptidos antimicrobianos naturales conocidos más ampliamente son cecropina, magaininas, taquiplesina, protegrina, indolicidina, defensina y buforina. Su longitud varía generalmente de 12 a 35 aminoácidos y tienen una amplia diversidad de estructuras secundarias. Basándose en sus propiedades conformacionales, los péptidos se han clasificado en cinco categorías (2):

Independientemente de la estructura secundaria presentada por los péptidos antimicrobianos, una característica que comparten es la naturaleza anfipática, debido a la capacidad de adoptar una conformación en la que grupos de aminoácidos hidrófobos y de aminoácidos cargados positivamente están organizados espacialmente en regiones distintas. La naturaleza catiónica así como hidrófoba de los péptidos antimicrobianos les permite interaccionar selectivamente con la membrana de células bacterianas, compuesta principalmente por fosfolípidos cargados negativamente.

Aunque el mecanismo de acción de los péptidos antimicrobianos todavía no se ha explicado completamente, se ha propuesto un modelo que explica la actividad de la mayor parte de estos compuestos, conocido como el modelo de Shai-Matsuzaki-Huang (SMH) (9, 10, 11). El modelo propone la interacción del péptido con la membrana externa (tapizado), seguida de una alteración en la estructura de la propia membrana debido al desplazamiento de moléculas lipídicas con la formación de poros toroidales que permiten el paso y, en algunos casos, la difusión del péptido hacia dianas intracelulares. Se ha demostrado que cierto número de péptidos son capaces de unirse al lipopolisacárido (LPS) (12) con cierta afinidad, ejerciendo tanto un efecto desestabilizante en la membrana externa de bacterias Gram negativas como un efecto detoxificante.

Por lo tanto, la mayoría de los péptidos con actividad antimicrobiana actúan aparentemente de acuerdo con un mecanismo inespecífico, como se confirma por el hecho de que los enantiómeros D y L de la cecropina permanecen igualmente activos (13, 14, 15). Este hecho conduciría a excluir la hipótesis de que pueda haber una interacción estereoespecífica del tipo ligando-receptor y explicaría el amplio intervalo de acción de péptidos naturales frente a bacterias Gram negativas y Gram positivas, levaduras y hongos, células tumorales y algunos virus (VIH y Herpes Simple).

En general, los péptidos que actúan a nivel de membrana de acuerdo con el modelo SMH son eficaces contra microorganismos a concentraciones micromolares (1). Sin embargo, existen algunas excepciones, tales como nisina, un péptido de 14 aminoácidos producido por las bacterias del género Lactococcus que se une al Lípido II, un precursor del peptidoglicano de la membrana bacteriana, con gran afinidad. La especificidad de esta interacción justificaría el efecto antimicrobiano de la nisina incluso a concentraciones nanomolares (16).

Para péptidos antimicrobianos que se emplearán en el uso clínico, la selectividad del mecanismo de acción es crucial para evitar que sean tóxicos para el organismo receptor. Los péptidos antimicrobianos tienen generalmente menos afinidad por la membrana de las células del organismo huésped, que presentan una composición fosfolipídica diferente de la de bacterias y hongos. En particular, las bicapas enriquecidas en los fosfolípidos zwitteriónicos fosfatidiletanolamina, fosfatidilcolina o esfingomielina, que se encuentran comúnmente en las membranas citoplasmáticas de mamíferos, son generalmente neutras en carga neta (9, 11). Además, la presencia de colesterol en la membrana diana reduce en general la actividad de péptidos antimicrobianos debido a la estabilización de la bicapa lipídica o a interacciones entre el colesterol y el péptido. El interés de los péptidos antimicrobianos en el uso clínico también está relacionado con su mecanismo de acción, que posiblemente podría solucionar el problema urgente de la resistencia a antibióticos. Puesto que la diana de los péptidos antimicrobianos es la membrana bacteriana, un microbio tendría que rediseñar su membrana, cambiando la composición y/o la organización de sus lípidos, lo cual es probablemente una solución "costosa" para la mayoría de especies microbianas. Por lo tanto, los péptidos antimicrobianos son los mejores candidatos a convertirse en una nueva clase de fármacos antibióticos de amplio intervalo de acción.

Sin embargo, todavía deben resolverse algunos problemas relacionados con su uso in vivo ya que algunos de estos péptidos naturales (por ejemplo, melitina) son particularmente hemolíticos o presentan una semivida corta debido a su baja estabilidad en la sangre debido a la presencia de proteasas y, en particular, de peptidasas.

El uso de bibliotecas combinatorias es un procedimiento moderno eficaz que permite seleccionar nuevos "compuestos candidatos"con actividad antibiótica, seleccionándolos de un número extremadamente alto de péptidos potenciales diferentes. Cuanto mayor sea la complejidad de la biblioteca de péptidos, mayor será la posibilidad de identificar compuestos altamente eficaces. Con este fin pueden usarse tres bibliotecas combinatorias diferentes, pero el experto en la materia puede identificar otras fuentes de referencia para péptidos:

1. Bibliotecas de péptidos obtenidas por síntesis química en fase sólida (17).

2. Bibliotecas de péptidos obtenidas por síntesis química como una mezcla de compuestos libres en solución (18).

3. Bibliotecas de péptidos expresados en la superficie de fagos filamentosos (19).

La combinación de la estrategia 3 y la síntesis química de péptidos en fase sólida ha permitido el descubrimiento de las moléculas de la presente invención.

Descripción de la invención

Los autores de la invención han...

1. Un péptido antibacteriano constituido por una de las siguientes secuencias de aminoácidos desde el extremo amino al carboxílico: QEKIRVRLSA, QAKIRVRLSA, QKKIRVRLSA, KIRVRLSA, AKKIRVRLSA, QAKIRVRLSA, QKAIRVRLSA, QKKARVRLSA, QKKIAVRLSA, QKKIRARLSA, QKKIRVALSA, QKKIRVRASA, QKKIRVRLAA, QKAIRVRLSA, QRKIRVRLSA, QKRIRVRLSA, QRRIRVRLSA.

2. El péptido de acuerdo con la reivindicación 1 que es de forma lineal.

3. El péptido de acuerdo con la reivindicación 2, multimerizado en un esqueleto de poliacrilamida, en un esqueleto de unidades de dextrano o en un esqueleto de unidades de etilenglicol.

4. El péptido de acuerdo con la reivindicación 1, que está en forma de Péptidos Multiantigénicos (MAP), que tienen la fórmula siguiente:

en la que R es el péptido de acuerdo con la reivindicación 1-4; X es una molécula trifuncional; m = 0 ó 1; n = 0, si m = 0; n = 0 ó 1, si m = 1.

5. El péptido MAP de acuerdo con la reivindicación 4, en el que X es un aminoácido que tiene al menos dos grupos amínicos funcionales.

6. El péptido MAP de acuerdo con la reivindicación 5, en el que X es lisina, ornitina, norlisina o aminoalanina.

7. El péptido MAP de acuerdo con la reivindicación 4, en el que X es ácido aspártico o ácido glutámico.

8. El péptido MAP de acuerdo con la reivindicación 4, en el que X es propilenglicol, ácido succínico, diisocianatos o diaminas.

9. El péptido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores para uso médico como un fármaco antibacteriano.

10. Una composición farmacéutica que comprende una cantidad farmacéuticamente aceptable y eficaz del péptido de acuerdo con la reivindicación 9.

11. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 10, en forma de colirio, elixir bucal, pomada o solución para uso tópico.

12. Una preparación desinfectante y/o detergente con actividad antibacteriana que comprende el péptido de acuerdo con la reivindicación 1 a 8.

13. Uso del péptido de acuerdo con la reivindicación 1 a 8 como conservante para la preparación de productos alimentarios y/o de productos cosméticos y/o de productos homeopáticos.