Método de reducción o inhibición de biopelículas que comprende modular la expresión del gen cysD,

el gen cysI, el gen cysJ, el gen cysK o el gen ybiK en una bacteria Gram-negativa capaz de formar biopelículas

Inhibición de la formación de biopelículas La invención se refiere a procedimientos para reducir o inhibir la formación de biopelículas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las biopelículas bacterianas existen en entornos naturales, médicos, y de ingeniería. La biopelícula puede ofrecer una ventaja selectiva a un microorganismo para asegurar su supervivencia, o le permita existir una cierta cantidad de tiempo en estado latente hasta que se producen condiciones adecuadas de crecimiento. Esta ventaja selectiva podría plantear serias amenazas para la salud humana. Por ejemplo, las biopelículas están implicadas en el 65% de las infecciones bacterianas humanas. Las biopelículas también están implicadas en prostatitis, infecciones del tracto biliar, infecciones del tracto urinario, cistitis, pielonefritis, infecciones pulmonares, infecciones de los senos, infecciones del oído, acné y heridas crónicas.

Las biopelículas contribuyen a una variedad de condiciones médicas. Cada año en los Estados Unidos solamente, más de 7 millones de pacientes reciben implantes de dispositivos médicos, incluyendo catéteres venosos centrales, tubos endotraqueales, válvulas cardíacas mecánicas, marcapasos y prótesis articulares. Aproximadamente la mitad 20 de estos pacientes desarrollan infecciones nosocomiales, y aproximadamente 80.000 muertes anuales se atribuyen a las infecciones nosocomiales. Las biopelículas proporcionan una matriz estructural que facilita la adhesión de las bacterias a las superficies inertes de los implantes de dispositivos médicos y catéteres venosos. Estudios microscópicos confirman que los catéteres venosos centrales están recubiertos por bacterias. Estudios microscópicos confirman que los catéteres venosos centrales están cubiertos por bacterias incrustadas en biopelículas. Desafortunadamente, más de 1 millón de pacientes desarrollan infecciones del tracto urinario por estos catéteres.

Las biopelículas constituyen una barrera protectora para las bacterias, permitiendo así que la bacteria resista tratamientos antibióticos. Los desarrolladores de los antibióticos deben afrontar el reto continuo de la resistencia a los antibióticos. La resistencia a los antibióticos dificulta significativamente el tratamiento de la condición médica. Por ejemplo, la resistencia microbiana a minociclina y rifampicina, que son ampliamente utilizados para tratar infecciones, está emergiendo. Un estudio de 1998 de una unidad de cuidados intensivos reveló que 6 de cada 7 enterococos resistentes a vancomicina fueron resistentes a la rifampicina.

La inhibición de las biopelículas ofrece numerosas ventajas. Las bacterias no tienen ninguna resistencia conocida a los inhibidores de biopelículas.

Los inhibidores de biopelículas pueden actuar específicamente sobre los mecanismos biológicos que protegen las bacterias de los antibióticos y del sistema inmunológico de un huésped. En un estudio de catéteres urinarios, la rifampicina fue capaz de eliminar Staphylococcus aureus planctónicos o suspendidos resistentes a la meticilina, pero fue incapaz de erradicar las bacterias en un biopelícula. El tratamiento actual de las infecciones, por ejemplo infecciones nosocomiales, a menudo requiere una administración secuencial o simultánea de una combinación de productos, tal como amoxicilina/clavulanato y quinupristina/dalfopristina. Una inhibición directa de los mecanismos bacterianos utilizada para formar biopelículas puede ayudar a reducir las infecciones del torrente sanguíneo (BSI) .

45 Además, una inhibición directa de los mecanismos bacterianos usados para formar biopelículas retrasa la aparición de resistencia microbiana a los antibióticos y, posiblemente, reduce la aparición de bacterias multirresistentes. Otra aproximación para reducir o inhibir la formación de biopelículas es aplicar presión evolutiva a los mecanismos de crecimiento bacteriano. En consecuencia, una amplia investigación está dedicada a elucidar los genes, y 50 especialmente los más críticos, que intervienen en la formación de la biopelícula de control.

En consecuencia, por las razones expuestas anteriormente y otras, sigue habiendo una necesidad de un medio de control de la biopelícula y su formación.

55 DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LA INVENCIÓN

La presente invención (reivindicación 1) proporciona un método para reducir o inhibir una biopelícula que comprende modular la expresión del gen cysD, el gen cysl, el gen cysJ, el gen cysK o el gen ybiK en una bacteria Gramnegativa capaz de formar biopelículas.

60 Además, la presente invención (reivindicación 3) proporciona un método para modular la expresión de un gen cysD, un gen cysl, un gen cysJ, un gen cysK o un gen ybiK en una bacteria Gram-negativa capaz de formar biopelículas, que comprende poner en contacto dicha bacteria con una composición que comprende un compuesto seleccionado entre ácido ursólico o ácido asiático, o una sal farmacéuticamente aceptable de dicho compuesto, un hidrato de dicho compuesto, un solvato de dicho compuesto, un N-óxido de dicho compuesto, o una combinación de los mismos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra la inhibición de la formación de biopelículas en E. coli K12, P. aeruginosa PAO1, y V. harveyi BB120 con ácido ursólico.

La figura 2 muestra la inhibición de biopelícula de interfaz aire-líquido con ácido ursólico.

La Figura 3 muestra una comparación de la inhibición de la formación de biopelículas mediante E. coli de tipo salvaje y E. coli mutante (mutación cys B) con ácido ursólico.

Las figuras 4-8 muestran análogos de ácido ursólico y ácido asiático.

La Figura 9 muestra las estructuras químicas del ácido ursólico y del ácido asiático.

Definiciones:

"Portador aceptable" se refiere a un portador que es compatible con los otros ingredientes de la formulación y no es 25 perjudicial para su receptor.

"Reducción o inhibición", en referencia a una biopelícula se refiere a la prevención de la formación o el crecimiento de la biopelícula, la reducción en el índice de formación o crecimiento de la biopelícula, la inhibición parcial o completa de la formación o crecimiento de la biopelícula.

"Modula" o "modulación" se refiere a la regulación hacia arriba o la regulación hacia abajo de la replicación de un gen o expresión.

Descripción:

La formación de biopelículas implica vías biológicas conservadas entre diferentes especies de bacterias. Por ejemplo, diferentes especies de bacterias comparten un regulador global común en la formación y el mantenimiento de las biopelículas. Jackson et. al. mostraron que la represión del catabolismo inducido por la glucosa causó una reducción del 30% al 95% en las biopelículas entre E. coli, Citrobacter freundii, Klebsiella pneumoniae, y Salmonella enterica. (Jackson, et al. J. Bacteriol. 2002, 184, 3406-3410) . Una señal autoinductora bacteriana, AI-2, ha demostrado estar implicada en la formación de biopelículas. AI-2 y los genes de respuesta a esta señal se han identificado en una variedad de bacterias. La biopelícula se reduce o inhibe mediante modulación de la expresión de cysB en Escherichia coli, Proteus mirabilis, Francisella tularensis, Vibrio sp., Pseudomonas aeruginosa, V. harveyi, Pseudomonas sp., Salmonella sp., Haemophilus influenzae, Borrelia sp., Neisseria sp., Bacillus sp., Burkholderia sp., 45 Klebsiella sp. , o Yersinia pestis. En particular, la biopelícula se reduce o inhibe por modulación de la expresión de cysB en bacterias Gram-negativas.

CysB se puede modular en una serie de maneras. Por ejemplo, la limitación de N-acetil-serina y azufre de regulación superior cysB. Lochowska, A. et al., Functional Dissection of the LysR-type CysB Transcriptional Regulator. J. Biol.

50 Chem. 2001, 276, 2098-2107. Además, al igual que otros reguladores tipo LysR, cysB se puede reprimir a sí mismo. Lilic, M. et al., Identification of the CysB-regulated gene, hslJ, related to the Escherichia coli novobiocin resistance phenotype. FEMS Micro. Letters. 2003, 224, 239-246.

La descripción aquí describe el descubrimiento de que el gen cysB, un regulador transcripcional de la biosíntesis de 55 cisteína, está implicado en la formación de la biopelícula. (Verschueren, K.H.G., Cr y stallization of full-length... [Seguir leyendo]

1. Método de reducción o inhibición de biopelículas que comprende modular la expresión del gen cysD, el gen cysI, el gen cysJ, el gen cysK o el gen ybiK en una bacteria Gram-negativa capaz de formar biopelículas. 5

2. Método, según la reivindicación 1, que comprende poner en contacto la bacteria con una composición que comprende un compuesto seleccionado entre ácido ursólico, ácido asiático, y sales farmacéuticamente aceptables, hidratos, solvatos y N-óxidos de dichos ácidos.

10 3. Método de modulación de la expresión de un gen cysD, un gen cysI, un gen cysJ, un gen cysK o un gen ybiK en una bacteria Gram-negativa capaz de formar una biopelícula, que comprende poner en contacto la bacteria Gramnegativa con una composición que comprende un compuesto seleccionado entre ácido ursólico, ácido asiático, sales farmacéuticamente aceptables, hidratos, solvatos y N-óxidos de dichos ácidos.

15 4. Método, según la reivindicación 2 ó 3, en el que dicho compuesto es ácido ursólico.

5. Método, según la reivindicación 2 ó 3, en el que dicho compuesto es ácido asiático.

6. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la bacteria es una bacteria Escherichia coli. 20

7. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la bacteria es una bacteria Pseudomonas aeruginosa.

8. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha biopelícula es adherente a una 25 superficie.

Ácido asiático