Un hexapéptido antimicrobiano que comprende restos cargados hidrófilos (X) en las posiciones uno y tres;

restos hidrófobos (B) en las posiciones dos, cuatro y seis; y una naftilalanina (Nal), un resto alifático o uno aromático (O) en la posición cinco; estando representada la estructura del hexapéptido por la fórmula XBXBOB, y seleccionándose el hexapéptido del grupo que consiste en SEC ID Nº : 1, SEC ID Nº : 55, SEC ID Nº : 56, SEC ID Nº : 62, SEC ID Nº : 63, SEC ID Nº : 70, SEC ID Nº : 72, SEC ID Nº : 77, SEC ID Nº : 78, SEC ID Nº : 79, SEC ID Nº : 80, SEC ID Nº : 81, SEC ID Nº : 83 y SEC ID Nº : 85.

Hexapéptidos antimicrobianos

5 Reivindicación de prioridad

La presente solicitud reivindica beneficio de prioridad de la solicitud provisional de Estados Unidos 60/651.270 presentada el 9 de febrero de 2005 e incorpora por referencia en este documento los contenidos completos de la misma.

Campo de la invención

La invención se refiere a composiciones y métodos que comprenden hexapéptidos antimicrobianos que muestran propiedades biológicas deseables. Más específicamente, los hexapéptidos muestran actividades antifúngicas deseadas y, opcionalmente, antibacterianas. En particular, se describen hexapéptidos que tienen restos cargados (hidrófilos) en las posiciones una y tres; restos hidrófobos en las posiciones dos, cuatro y seis; y una naftilalanina, un resto alifático (tal como prolina) o uno aromático (tal como fenilalanina) en la posición cinco; representados generalmente por la fórmula XBXBOB. La actividad puede potenciarse adicionalmente, particularmente en suero, mediante la adición de un resto lipídico al extremo N terminal de ciertos de estos péptidos. Adicionalmente, la amidación en el extremo C terminal parece aumentar la actividad.

Descripción de técnica relacionada

Los investigadores han desarrollado tratamientos y agentes antimicrobianos durante décadas. Recientemente, ha surgido la necesidad de nuevos agentes antimicrobianos para tratar un número creciente de infecciones bacterianas, virales y fúngicas resistentes a fármacos.

Se han presentado diversos péptidos bioactivos tanto en la bibliografía científica como en patentes expedidas. Los péptidos se han aislado históricamente de fuentes naturales y recientemente han sido el objeto de estudios de relación estructura-función. Adicionalmente, los péptidos naturales han actuado como puntos de partida para el diseño de análogos peptídicos sintéticos.

Se publicó una revisión de antibióticos peptídicos por R. E. W. Hancock en 1997 (Lancet 349: 418-422) . Se analizaron la estructura, función y aplicaciones clínicas de diversas clases de péptidos. Una revisión adicional de antibióticos peptídicos catiónicos se publicó en 1998 (Hancock, R. E. W. y Lehrer, R. Trends Biotechnol. 16: 82-88) . Los péptidos son típicamente moléculas antipáticas catiónicas de 12 a 45 aminoácidos de longitud. Los péptidos permeabilizan membranas celulares lo que conduce al control de agentes microbianos. El potencial clínico de péptidos catiónicos de defensa del huésped se analizó por R. E. W. Hancock en 1999 (Drugs 57 (4) : 469-473; Antimicrobial Agents and Chemotherapy 43 (6) : 1317-1323) . Se analizan las propiedades antibacterianas, antifúngicas, antivirales, anticancerosas y de curación de heridas de la clase de péptidos.

También se han publicado revisiones de las características estructurales de péptidos antimicrobianos helicoidales y sus supuestos mecanismos de acción (véase, por ejemplo, Dathe, M. y Wieprecht, T. Biochimica et Biophysica Acta 1462: 71-87 (1999) ; Epand, R. M. y Vogel H. J. Biochimica et Biophysica Acta 1462: 11 -28 (1999) ) . Los parámetros 45 estructurales que se cree que son capaces de modular la actividad y selectividad incluyen helicidad, momento hidrófobo, hidrofobicidad, ángulo subtendido por las superficies de hélice hidrófoba/hidrófila, y carga.

Se ha indicado una amplia serie de péptidos alfa helicoidales de origen natural. Se describen en el presente documento varios representantes de las muchas referencias en el campo. Las cecropinas son una familia de péptidos alfa helicoidales aislados de insectos. Las cecropinas se conocen por sus propiedades antibacterianas, como se describe en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.355.104 y 4.520.016. Se descubrió en general que las cecropinas tenían actividad contra ciertas bacterias gram negativas. Se descubrió que las cecropinas no tienen actividad contra células eucariotas (Andreu, et al., Biochemistr y 24: 163-188 (1985) ; Boman, et al., Developmental and Comparative Immunol. 9: 551-558 (1985) ; Steiner et al., Nature 292: 246-248 (1981) ) . Las cecropinas de 55 Drosophila y Hyalphora se presentaron como con actividad contra diversas cepas de hongos (Ekengren, S. y Hultmark, D., Insect Biochem. and Molec. Biol. 29: 965-972 (1999) ) . Se ha notificado que la cecropina A del mosquito Aedes aegypti es diferente de la mayoría de cecropinas de insecto porque carece de triptófano y amidación C terminal (Lowenberger, C. et al., J. Biol. Chem. 274 (29) : 20092-20097 (1999) ) .

Las ranas del género Rana producen una amplia serie de péptidos antimicrobianos en su piel (Goraya, J. et al., Eur.

J. Biochem. 267: 894-900 (2000) ) . Se presentaron péptidos tan cortos como de 13 aminoácidos y se agruparon en familias estructurales. Las secuencias mostraron poca o ninguna identidad de secuencia con péptidos aislados de ranas de otros géneros, tales como los péptidos magainina y dermaseptina. La magainina es un péptido de 23 aminoácidos α-helicoidal aislado de la piel de la rana Africana Xenopus laevis (Zasloff, M. Proc. Natl. Acad. Sci.

65 U.S.A. 84: 5449-5453 (1987) .

La Patente de Estados Unidos Nº 5.962.410 describe la inhibición de patógenos eucariotas y la estimulación de linfocitos y fibroblastos con péptidos líticos tales como cecropinas y sarcotoxinas. Diversos péptidos presentados incluyen Cecropina B, Cecropina SB-37, Cecropina A, Cecropina D, Shiva-1, Lepidopterano, Sarcotoxina 1A, Sarcotoxina 1B y Sarcotoxina 1C.

Se presentaron ratones transgénicos que producían el péptido lítico de clase cecropina Shiva-1 por Reed, W. A. et al., Transgenic Res. 6: 337-347 (1997) . La infección de los ratones transgénicos con una presentación de Brucella abortus dio como resultado una reducción del número de bacterias en relación con infección de ratones no transgénicos.

Se encuentran péptidos α-helicoidales asociados con catelina de 23 a 38 aminoácidos en las células sanguíneas de ovejas, seres humanos, vacas, cerdos, ratones y conejos (Zanetti, M. et al., FEBS Lett. 374: 1-5 (1995) ) .

Las actividades antimicrobianas de buforina ll, cecropina P1, indolicidina, magainina II, nisina y ranalexina se notificaron por Giacomette, A. et al. (Peptides 20: 1265-1273 (1999) ) . Los péptidos mostraron actividades variables contra bacterias y levadura.

Se han preparado y ensayado tanto in vitro como in vivo diversos péptidos sintéticos. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos Nº 5.861.478 describió péptidos líticos sintéticos de aproximadamente 20 a 40 aminoácidos que adoptan una conformación α-helicoidal. Los péptidos son eficaces en el tratamiento de infecciones microbianas, heridas y cáncer. Los péptidos descritos incluyen cecropina B, SB-37*, LSB-37, SB-37, Shiva 1 y 10-12, péptido señal de β-fibrina, Manitou 1 -2, Hecate 1 -3, Anubis 1 -5 y 8 y Vishnu 1-3 y 8.

Hecate se describió como un análogo peptídico sintético de melitina por Baghian, A. et al. (Peptides 18 (2) : 177-183

(1997) ) . Los péptidos difieren en su distribución de carga, pero no en su conformación α-helicoidal anfipática. Hecate inhibió virus del herpes simple (VHS-1) sin afectar de forma adversa al crecimiento celular y la síntesis proteica.

Los péptidos sintéticos D2A21, D4E1, D2A22, D5C, D5C1, D4E y D4B se describieron en Schwab, U. et al., Antimicrob. Agents and Chemotherapy 43 (6) : 1435-1440 (1999) . Se describieron actividades contra diversas cepas bacterianas.

Se prepararon péptidos híbridos compuestos de péptidos cecropina y melitina y se ensayaron por Juvvadi, P. et al.

(J. Peptide Res. 53:244-251 (1999) ) . Se sinterizaron híbridos para investigar los efectos de secuencia, dirección de enlace amida (dipolo de hélice) , carga, anfipatía e hidrofobicidad en la capacidad de formación de canales y en la actividad antibacteriana. Se ha sugerido que la secuencia y la dirección de enlace amida son requisitos estructurales importantes para la actividad de los híbridos.

Se describió una cecropina de insecto de 26 aminoácidos, híbrido de melitina de abeja, y análogos del mismo, en un estudio de resistencia salina (Friedrich, C. et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy 43 (7) : 1542-1548 (1999) ) . Se descubrió que un resto de triptófano en la segunda posición era crítico para la actividad. Se descubrió que cambios modestos en la secuencia conducían a cambios sustanciales en las propiedades de los péptidos.

Los efectos de... [Seguir leyendo]

1. Un hexapéptido antimicrobiano que comprende restos cargados hidrófilos (X) en las posiciones uno y tres; restos hidrófobos (B) en las posiciones dos, cuatro y seis; y una naftilalanina (Nal) , un resto alifático o uno aromático (O) en la posición cinco; estando representada la estructura del hexapéptido por la fórmula XBXBOB, y seleccionándose el hexapéptido del grupo que consiste en SEC ID Nº : 1, SEC ID Nº : 55, SEC ID Nº : 56, SEC ID Nº : 62, SEC ID Nº : 63, SEC ID Nº : 70, SEC ID Nº : 72, SEC ID Nº : 77, SEC ID Nº : 78, SEC ID Nº : 79, SEC ID Nº : 80, SEC ID Nº : 81, SEC ID Nº : 83 y SEC ID Nº : 85.

2. El hexapéptido de la reivindicación 1, en el que O se selecciona del grupo que consiste en 1-Nal-OH, 2-Nal-OH, prolina y fenilalanina; y seleccionándose el hexapéptido del grupo que consiste en SEC ID Nº : 1, SEC ID Nº : 55, SEC ID Nº : 56, SEC ID Nº : 62, y SEC ID Nº : 63.

3. El hexapéptido de la reivindicación 1, siendo el hexapéptido SEC ID Nº : 1. 15

4. El hexapéptido de la reivindicación 1, modificándose dicho hexapéptido con un lípido.

5. El hexapéptido de la reivindicación 4, en el que el lípido se selecciona del grupo que consiste en ácido heptanoico,

ácido nonanoico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido undecanoico, ácido tridecanoico y ácido 20 octanoico.

6. El hexapéptido de la reivindicación 4, seleccionándose el hexapéptido del grupo que consiste en SEC ID Nº : 70, SEC ID Nº : 72, SEC ID Nº : 77, SEC ID Nº : 78, SEC ID Nº : 79, SEC ID Nº : 80, SEC ID Nº : 81, SEC ID Nº : 83, y SEC ID Nº : 85.

7. El hexapéptido de la reivindicación 1 siendo el hexapéptido SEC ID Nº : 72.

8. El hexapéptido de la reivindicación 1 siendo el hexapéptido SEC ID Nº : 79.

9. El hexapéptido de la reivindicación 1 siendo el hexapéptido SEC ID Nº : 85.

10. Una composición que comprende el hexapéptido de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 6 a 9 y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

11. La composición de la reivindicación 10, en la que dicho hexapéptido es soluble en una solución acuosa.

12. Una composición de acuerdo con la reivindicación 10 para su aplicación a la piel o una herida.

13. Un hexapéptido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 6 a 9 para su uso como un 40 medicamento.

14. Un hexapéptido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 6 a 9 para el tratamiento o prevención de una infección microbiana, estando causada la infección por bacteria u hongo.

45 15. El hexapéptido de la reivindicación 14, en el que la infección microbiana está causada por Pseudomonas aeruginosa o Staphylococcus aureus.

16. El hexapéptido de la reivindicación 14, en el que la infección microbiana está causada por Candida albicans.