Compuestos análogos a secretagogos peptídicos de la hormona del crecimiento y preparaciones que los contienen.

Compuestos químicos peptídicos obtenidos por modelación molecularin silico,

y cuya estructura les permite efectuar las mismas funciones que los secretagogos peptídicos de la hormona de crecimiento. La invención comprende además las composiciones que contienendichos compuestos y su uso en la preparación de medicamentos, suplementos nutricionales, u otras formulaciones de uso humano o animal.

Compuestos análogos a secretagogos peptídicos de la hormona del crecimiento y preparaciones que los contienen Campo de la técnica La presente invención puede describirse en el campo del diseño racional de entidades moleculares biológicamente activas que regulan la actividad metabólica y la citoprotección de los organismos. Más específicamente, sobre compuestos análogos a secretagogos peptídicos de la hormona de crecimiento cuya actividad incluye pero no está restringida a: la liberación controlada de la hormona de crecimiento, cardioprotección, el aumento de la respuesta funcional del sistema cardiovascular, neuroprotección, regulación y control del apetito, consumo de grasa y metabolismo energético.

Técnica anterior

Los secretagogos sintéticos de la hormona de crecimiento (GH) consisten en una familia de ligandos que incluye moléculas peptídicas y no peptídicas, siendo descritos primero por Momany y Bowers unos péptidos sintéticos de 6 y 7 aminoácidos antes de que se aislara la hormona liberadora de GH (GHRH) , que resultaron ser potentes péptidos liberadores de GH (GHRP) ; tales péptidos se describieron antes de conocer su función en el organismo y su forma de acción. Estudios mutacionales y experimentos in vivo e in vitro revelaron que la disposición de dos aminoácidos L-D y D-L separados por un aminoácido que actúa como espaciador, se consideraba óptima para la actividad liberadora de GH, y se adaptó el péptido (His-D-Trp-Ala-D-Trp-Phe-NH2) para la liberación de GH a una concentración de 10 a 30 ng/ml llegando a un péptido conocido como GHRP-6 (His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) en el que el resto de Lys se necesitaba solamente para mejorar la actividad in vivo porque no se consideraba funcional in vitro (Momany F.A., Bowers C.Y., y col. (1981) Design, synthesis and biological activity of peptides which release growth hormone, in vitro. Endocrinology, 108: 31-39) .

Se han descubierto otros péptidos análogos; en 1993 Bowers y col., descubrieron dos péptidos análogos de GHRP6, el GHRP-2 (D-Ala-D-!-Nal-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) y el GHRP-1 (Ala-His-D-!-Nal-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) . Estos tres secretagogos mostraron una mayor liberación de GH in vitro a partir de hipófisis-hipotálamo incubados, que a partir de glándula hipofisaria sola, demostrando que el impulso hipotalámico era importante para tal acción, también se demostró, incluso en seres humanos, que la acción sinérgica de GHRP y GHRH liberaba más GH que cualquiera de los dos por separado (Bowers C.Y. (1993) GH-releasing peptides: structure and kinetics. J Pediatr Endocrinol, 6 (1) : 21-31) .

A partir del péptido denominado GHRP-2 se obtuvieron nuevos péptidos cíclicos, cambiando el D-Ala del extremo N por un aminoácido que tenía la cadena lateral unida a otro aminoácido insertado entre D-Phe y Lys. Uno de tales péptidos (D-Lys-D-!-Nal-Ala-Trp-D-Phe-Glu-Lys-NH2) resultó tener una actividad in vitro 10 veces mayor y una eficacia in vivo comparable a GHRP-6 (McDowell R.S., y col. (1995) Growth hormone secretagogues: characterization, efficacy, and minimal bioactive conformation. PNAS USA, 92 (24) : 11165-11169) . Se completaron los estudios con estudios estructurales en solución de péptidos cíclicos DL llegando a la conclusión de que la introducción de aminoácidos D en los compuestos peptídicos se necesitaba esencialmente para conseguir la actividad que se deseaba. Otras investigaciones se dirigieron a encontrar moléculas activas con una biodisponibilidad oral aumentada y tiempos más largos de aclaramiento, dando lugar al descubrimiento de nuevos GHRP y otras moléculas no peptídicas. En 1993, se describió el primer secretagogo GH no peptídico (Smith R.G., y col. (1993) A nonpeptidyl growth hormone secretagogue. Science, 260: 1640-43) , y más tarde se comunicó la síntesis de un GHS no peptídico y más potente, el MK-0677, que tiene una alta biodisponibilidad y es capaz de estimular la secreción de GH 24 horas después de una única dosis por administración oral (Patchett A.A., Nargund R.P., y col. (1995) Design and biological activities of L-163, 191 (MK-0677) : a potent, orally active growth hormone secretagogue. PNAS USA, 92: 7001-7005; Smith R.G., Van der Ploeg L.H., y col. (1997) Peptidomimetic regulation of growth hormone secretion. Endocr. Rev, 18: 621-645) . Más recientemente se diseñó otro GHS peptidomimético con una actividad de liberación de GH selectiva y potente (EP1572) que muestra una potencia de unión al receptor secretagogo GH (GHS-R) en tejidos humanos y animales similar a la de la Grelina y a GHS peptídicos induciendo un aumento importante en la GH tras la administración subcutánea a ratas recién nacidas (Broglio F., Boutignon F., y col. (2002) EP1572: a novel peptido-mimetic GH secretagogue with potent and selective GH-releasing activity in man. J Endocrinol Invest, 25: RC26-RC28) .

En 1999 se descubrió la grelina como un péptido de 28 aminoácidos que se producía principalmente en el estómago, aunque también se encontraba su ARNm en diferentes tejidos. En el estómago, la producen las células X/A que son las células con mayor población de células endocrinas en la mucosa oxíntica. Se encontró también grelina en el núcleo arcuato hipotalámico donde está presente su ARN en las neuronas NPY y AGRP, implicadas en el control del apetito y el equilibrio energético (Kojima M., Hosoda H., y col. (1999) Ghrelin is a growth-hormonereleasing acylated peptide from stomach. Nature, 402:656-60; Nakazato M., Murakami N., y col. (2001) A role for ghrelin in the central regulation of feeding. Nature, 409:194-198) . Su ARN también se ha encontrado en el páncreas y el intestino. Circula en el torrente sanguíneo de seres humanos adultos a una concentración de 100-120 fmol/ml, sugiriendo que se segrega por las células del estómago y puede actuar por una ruta endocrina. La producción de grelina también se ha informado en tejidos neoplásicos (Takaya K., Ariyasu H., y col. (2000) Ghrelin strongly stimulates growth hormone release in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab, 85:4908-11; Papotti M., y col. (2001) Substantial production of ghrelin by a human medullar y thyroid carcinoma cell line. J Clin Endoc. Metab, 86:49844990) .

Otros estudios en animales demostraron que la secreción de grelina es pulsátil y está más asociada al apetito en los 5 pulsos de GH (Tolle V., Bassant M.H., y col. (2002) Ultradian rhythmicity of ghrelin secretion in relation with GH, feeding behaviour, and sleep wake patterns in rats. Endocrinology, 143:1353-1361) .

La grelina es la primera hormona natural que se ha encontrado que tiene un grupo hidroxilo de una de las serinas acilado con ácido octanoico. Esta modificación se ha descrito como esencial para la unión al GHS-R 1a, así como para la capacidad de liberación de GH, y probablemente otras acciones endocrinas.

La grelina no acilada circula en cantidades mayores que la acilada, aunque no se le ha descrito una acción endocrina directa, se considera que actúa en otras funciones no endocrinas como los efectos cardiovasculares, cardioprotectores, antiproliferativos, y citoprotectores en general, probablemente mediados por la unión con otros subtipos de GHS-R (Matsumoto M., Hosoda H., y col. (2001) Structure-activity relationship of ghrelin: pharmacological study of ghrelin peptides. Biochem Biophys Res Commun, 287:142-146; Hosoda H., Kojima M., y

col. (2000) Ghrelin and des-acyl ghrelin: two major forms of rat ghrelin peptide in gastrointestinal tissue. Biochem Biophys Res Commun, 279:909-913; Cassoni P., Papotti M., y col. (2001) Identification, characterization, and biological activity of specific receptors for natural (ghrelin) and synthetic growth hormone secretagogues and analogs in human breast carcinomas and cell lines. J Clin Endocrinol Metab, 86: 1738-1745) .

Hay otro ligando endógeno para GHS-R 1a que se puede aislar de la mucosa endocrina del estómago, des-Gln14

grelina que resulta de un proceso alternativo del gen de la grelina que pierde la Gln14 y como grelina experimenta el mismo proceso de acilación en Ser3.

Los estudios que se han hecho con varios análogos de la grelina tienen el tercer resto modificado con varios grupos alifáticos o aromáticos y varios péptidos cortos derivados de la cadena lateral de grelina demostraron que los grupos hidrofóbicos en el resto 3 son esenciales para la actividad. También se ha observado que los segmentos cortos que 25 contienen los cinco primeros restos de la grelina son capaces de activar el receptor con una eficacia comparable al péptido completo. Los tetrapéptidos se mostraron menos potentes y los fragmentos que carecen de extremo N son incapaces de activar el receptor (Bednarek M.A., Feighner S.D., y col. (2000) Structure-Function Studies on the New Growth Hormone-Releasing... [Seguir leyendo]

1. Moléculas químicas de naturaleza peptídica, con ciclos internos y L-aminoácidos, y sus variantes homólogas, capaces de ejercer, debido a su estructura química, funciones similares a las atribuidas a la grelina, des-acil grelina y otros Secretagogos de la Hormona de Crecimiento peptídicos, en los que la estructura química se define por la siguiente secuencia de aminoácidos: Sec ID Nº 1-Sec ID Nº 18, correspondientes a los compuestos A221-A238.

2. Composición farmacéutica que comprende uno o más de los compuestos químicos descritos en la reivindicación 1, cualquiera de sus sales farmacéuticamente aceptables, y excipientes o vehículos.

3. Composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque tiene los compuestos

químicos peptídicos en un intervalo de 2 a 100 ∀g de compuesto por ml, si se prepara como una solución o más si se utiliza como un polvo liofilizado.

4. Composición veterinaria para su uso como un medicamento veterinario en acuicultura u otra producción animal, o mejora, que comprende uno o más de los compuestos descritos en la reivindicación 1, cualquiera de sus sales aceptables en veterinaria, y otros excipientes o vehículos.

5. Composición veterinaria para su uso de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por la administración de los compuestos como pienso, como suplemento nutricional, en inyecciones periódicas o en baños de inmersión, con el propósito de estimular del crecimiento y/o favorecer la resistencia a las enfermedades en peces o crustáceos.

6. El uso de los compuestos químicos de la reivindicación 1, o cualquiera de sus sales farmacéuticamente aceptables, para producir una composición farmacéutica para la inducción de la hormona de crecimiento en un 20 paciente que necesite de tal tratamiento, por la administración de uno o más de tales compuestos.

7. El uso de los compuestos químicos de la reivindicación 1, o cualquiera de sus sales farmacéuticamente aceptables, para producir una composición farmacéutica para la inducción de cardioprotección, y/o neuroprotección, y/o control del apetito incluyendo el metabolismo graso y energético en un paciente que necesite tal tratamiento, por la administración de uno o más de tales compuestos.

8. El uso de los compuestos químicos de la reivindicación 1, o cualquiera de sus sales farmacéuticamente aceptables, para la producción de una composición veterinaria para estimular el crecimiento y/o favorecer la resistencia a las enfermedades en peces o crustáceos, utilizando uno o más de tales compuestos.

9. El uso, de acuerdo con la reivindicación 8, en el que los compuestos químicos peptídicos están en el intervalo del 0, 01 al 1% y, para administrarse como pienso, en el intervalo de 0, 05 a 10 ∀g de compuesto por gramo de peso húmedo de animal, o en el intervalo de 10 a 500 ∀g de compuesto por litro, para administrarse en baños de inmersión.

10. Compuestos químicos de acuerdo con la reivindicación 1, o cualquiera de sus sales farmacéuticamente aceptables para su uso como un medicamento veterinario administrada en inyecciones periódicas en las que los compuestos químicos peptídicos están en el intervalo del 0, 01 al 1%.