DERIVADOS POLIMERIZABLES DE PEPTIDOS LINEALES ANTIMICROBIANOS.

En la presente invención se describen nuevos derivados polimerizables de péptidos lineales que confieren actividad antimicrobiana a los polímeros de los que forman parte.

Los péptidos están formados por 11 aminoácidos, y tienen el grupo amino del aminoácido que constituye el extremo N-terminal funcionalizado con un grupo que incluye un doble enlace susceptible de polimerizar con otros monómeros insaturados. El aminoácido que constituye el extremo C-terminal de dichos péptidos está en forma de carboxamida. En la invención también se describe la preparación y la utilización de los mencionados derivados como monómeros apropiados para obtener polímeros con propiedades antimicrobianas. También se describe un procedimiento para preparar dichos polímeros y también a los polímeros obtenibles de acuerdo con dicho procedimiento

Derivados polimerizables de péptidos lineales antimicrobianos.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere a derivados de péptidos lineales que pueden ser empleados para preparar polímeros con propiedades antimicrobianas.

Estado de la técnica anterior

Una gran cantidad de agentes antimicrobianos son ampliamente utilizados y producidos para aplicación en productos poliméricos, como por ejemplo plásticos, o pinturas que contienen resinas acrílicas, para eliminar microorganismos o inhibir el crecimiento de los mismos.

Existen varios métodos para conferir propiedades antimicrobianas a los polímeros, entre ellos se pueden mencionar: recubrir el polímero con un compuesto antimicrobiano apropiado; injertar un compuesto antimicrobiano en un polímero ya formado; preparar una solución o mezcla del polímero y el compuesto antimicrobiano, y formar el artículo por moldeo; o copolimerizar con un monómero que confiera propiedades antimicrobianas al polímero.

Las propiedades antimicrobianas de los polímeros pueden ser temporales o sustancialmente permanentes. En el primer caso, la eficacia se va reduciendo con el tiempo, mientras que en el segundo, las propiedades antimicrobianas persisten durante un plazo considerable de tiempo.

Entre los compuestos que se han empleado para conferir propiedades antimicrobianas a los polímeros se pueden citar:

1) Metales como, por ejemplo, cobre, vanadio o plata como se describe en el artículo de Vojdani, et al., Potassium Sorbate Permeability of Methylcellulose and Hydroxypropylmethylcellulose Multi-layer films, J. Food Proc. Preserv., 1989,13, 417-430;

2) Moléculas orgánicas como, por ejemplo, quitosano como se describe en el artículo de Lee et al., Wide-spectrum antimicrobial packaging materials incorporating nisin and chitosan in the coating, Packag. Technol. Sci. 2003, 16, 99-106;

3) Grupos amino formados por radiación ultravioleta en la superficie del nilón, como se describe, por ejemplo, en el artículo de Paik et al., Antimicrobial activity of UV-irradiated nylon film for packaging applications, Packag. Technol. Sci., 1998, 11, 179-187; y

4) Péptidos injertados en la superficie del polímero como se describe, por ejemplo, en el artículo de Appendini et al., Surface Modification of Poly(styrene) by the Attachment of an Antimicrobial Peptide, J. App. Pol. Sc., 2001, 81, 609-616.

La plata es uno de los compuestos antimicrobianos más comunes debido a su baja toxicidad y a la facilidad de producción. Sin embargo, presenta el inconveniente de que la actividad antimicrobiana del polímero se va reduciendo a medida que se liberan los iones metálicos.

La incorporación de un compuesto antimicrobiano de forma permanente permite obtener polímeros con características antimicrobianas de larga duración.

Los péptidos han merecido la atención durante los últimos años porque algunos de ellos, aislados de la naturaleza, presentan propiedades antimicrobianas.

Los péptidos naturales antimicrobianos poseen pocas similitudes entre las secuencias de aminoácidos que los componen. Por ejemplo la magainina 1 es un péptido lineal de 23 aminoácidos que se encuentra en la piel de la rana Xenopus laevis, la cecropina A es también un péptido lineal formado por 37 aminoácidos que se encuentra en la hemolinfa de la mariposa Hyalophora cecropia, y la bombinina H5 es un péptido lineal de 21 aminoácidos que se encuentra en la piel de la rana Bombina variegata. Estos tres péptidos presentan diferencias sustanciales en las secuencias de aminoácidos que los definen.

Se ha observado que los péptidos de origen natural habitualmente tienen secuencias largas de aminoácidos, presentan una mala biodisponibilidad, y son susceptibles de la degradación por proteasas. Por ello, también se ha descrito la preparación de péptidos con secuencias más cortas, que contienen la combinación de fragmentos de péptidos de origen natural.

Por ejemplo, en Ali et al., Inhibition of Fungal and Bacterial Plant Pathogens by Synthetic Peptides: In Vitro Growth Inhibition, Interaction Between Peptides and Inhibition of Disease Progression, Mol. Plant-Microbe Interact., 2000, 13, 847-859 se describe un undecapéptido formado por fragmentos de los péptidos de origen natural cecropina A y melitina, que es activo frente a algunas bacterias patógenas de las plantas.

Otra aproximación para desarrollar nuevos compuestos antimicrobianos consiste en introducir modificaciones en péptidos de origen natural o derivados de ellos.

Por ejemplo en el artículo de Badosa et al., A library of linear undecapeptides with antibacterial activity against phytopathogenic bacteria, Peptides, 2007, 28, 2276-2285, y en la solicitud de patente ES-A-2262448 se describen undecapéptidos lineales con propiedades antimicrobianas frente a bacterias fitopatógenas como Erwinia amylovora, Xanthomonas vesicatoria, y Pseudomonas syringae.

En el estado de la técnica se han descrito polímeros que contienen péptidos antimicrobianos en su estructura.

Por ejemplo, en la solicitud de patente PCT WO-A-2004/056402 se describen lentes de contacto que contienen un recubrimiento estable de un péptido antimicrobiano formado por 29 residuos de aminoácidos. La unión se efectúa mediante enlaces covalentes del tipo éster o amida entre el péptido y el polímero que constituye las lentes de contacto.

En la solicitud de patente PCT WO-A-2005/019241 se describen oligopéptidos catiónicos y antimicrobianos que tienen puentes disulfuro y que se encuentran inmovilizados sobre polímeros por vía químico-física o covalentemente. En este último caso se describe la inmovilización sobre poliéster facilitada por compuestos que tienen el grupo carbodiimida, y sobre un polímero que contiene grupos oxirano que reacciona con grupos amino o sulfuro de los péptidos.

En la solicitud de patente PCT WO-A-2008/141326 se describen polímeros biodegradables del tipo poliéster, que tienen péptidos unidos covalentemente a través de grupos hidroxílicos terminales. Los péptidos, que pueden tener propiedades antimicrobianas, se liberan al medio a medida que el polímero se degrada.

En la solicitud de patente PCT WO-A-95/00547 se describen péptidos con 16 a 18 aminoácidos que presentan propiedades antimicrobianas. También se describe que un péptido se puede hacer reaccionar con el metacrilato de 2-isocianatoetilo y así obtener un monómero que se puede copolimerizar radicalariamente con otros monómeros insaturados. Alternativamente, se puede injertar el péptido funcionalizado al polímero por reacción con grupos amino o hidroxilo del mismo.

En el artículo de Haynie et al., Antimicrobial Activities of Amphiphilic Peptides Covalently Bonded to a Water-Insoluble Resin, Antimicrob. Agents Chemother., 1995, 39(2), 301-307, se describen péptidos derivados del péptido natural magainina 2 unidos covalentemente a una poliamida insoluble en agua a través de su extremo C-terminal mediante enlaces amida. En dicho artículo también se describe que la inmovilización de los péptidos en un soporte insoluble en agua restringe el rango de penetración del agente antimicrobiano en los loci que se encuentran en la pared bacteriana. También se describe que la orientación del péptido en la cadena lateral del polímero es importante, ya que un polímero que tiene el péptido antimicrobiano magainina 2 inmovilizado presenta actividad antimicrobiana, mientras que el polímero con el péptido que tenía la secuencia inversa de aminoácidos presenta una actividad antimicrobiana inferior en comparación con el de la secuencia normal.

A pesar de los diferentes desarrollos que se han descrito en el estado de la técnica, subsiste la necesidad de disponer de nuevos derivados de péptidos antimicrobianos fáciles de preparar y que sean apropiados para reaccionar con otros monómeros, para así obtener polímeros con propiedades antimicrobianas.

Objeto de la invención

Los autores de la presente invención han desarrollado nuevos derivados de péptidos lineales que resultan de fácil preparación y que se pueden emplear para preparar polímeros con propiedades antimicrobianas.

El objeto de la presente invención es proporcionar derivados de péptidos lineales antimicrobianos.

Forma...

1. Derivados de péptidos lineales antimicrobianos caracterizados porque responden a la fórmula general (I):

(I)X₁-X₂-Lys-Leu-Phe-Lys-Lys-Ile-Leu-Lys-X₃-Leu-NH₂

en donde

X₁ es el grupo

X₂ es Lys, Tyr, Leu, Phe, o Trp,

X₃ es Lys, Tyr, Val, Phe, o Trp,

R¹ es hidrógeno, o un grupo alquilo C₁-C₄,

R² es hidrógeno o metilo,

n es 0, 1, 2, 3 o 4, y

en donde los residuos de aminoácidos son de la serie L o D.

2. Derivados según la reivindicación 1, caracterizados porque los residuos de aminoácidos son de la serie L.

3. Derivados según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizados porque el grupo polimerizable X₁ se selecciona entre el grupo formado por acriloilo, metacriloilo, crotonoilo, 3-butenoilo, 4-pentenoilo, 3-pentenoilo, 5-hexenoilo, o 6- heptenoilo.

4. Derivados según la reivindicación 3, caracterizados porque el grupo polimerizable X₁ es acriloilo.

5. Derivado según la reivindicación 4, caracterizado porque el péptido está definido por la secuencia SEQ_ID_NO: 6, tiene el aminoácido del extremo N-terminal funcionalizado con el grupo acriloilo, y el aminoácido del extremo C-terminal en forma de grupo carboxamida.

6. Utilización de los derivados de péptidos lineales según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 para la preparación de polímeros con propiedades anti- microbianas.

7. Procedimiento para preparar un polímero con propiedades antimicrobianas caracterizado porque comprende la polimerización de:

1) un monómero seleccionado entre los derivados de péptidos lineales según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 o mezclas de los mismos,

2) un monómero seleccionado entre el grupo formado por ácido acrílico, sus esteres y amidas; ácido metacrílico sus esteres y amidas; estireno; y/o mezclas de los mismos, y eventualmente

3) un monómero reticulante.

8. Polímero obtenible por el procedimiento de la reivindicación 7.