MACRÓLIDOS POLIENOS CON ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA Y SU PROCEDIMIENTO BIOTECNOLÓGICO DE OBTENCIÓN.
Macrolidos polienos con actividad antimicrobiana y su procedimiento biotecnológico de obtención.
La presente invención se engloba en el campo de la biología molecular y la biotecnología y se refiere a genes que codifican para la actividad amidotransferasa, implicados en la biosíntesis de macrolidos polienos, a una célula hospedadora que comprende estos genes y a un procedimiento de obtención de macrolidos polienos mediante dicha célula hospedadora. También se refiere a macrolidos polienos con actividad antibiótica obtenidos mediante este proceso biotecnológico.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930550.
Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: MALPARTIDA ROMERO,FRANCISCO, SECO MARTIN,Maria Elena, MIRANZO NAVARRO,Domingo.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61P31/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61P ACTIVIDAD TERAPEUTICA ESPECIFICA DE COMPUESTOS QUIMICOS O DE PREPARACIONES MEDICINALES. › Antiinfecciosos, es decir antibióticos, antisépticos, quimioterápicos.
- A61P31/10 A61P […] › A61P 31/00 Antiinfecciosos, es decir antibióticos, antisépticos, quimioterápicos. › Antifúngicos.
- C07H17/08 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07H AZUCARES; SUS DERIVADOS; NUCLEOSIDOS; NUCLEOTIDOS; ACIDOS NUCLEICOS (derivados de ácidos aldónicos o sacáricos C07C, C07D; ácidos aldónicos, ácidos sacáricos C07C 59/105, C07C 59/285; cianohidrinas C07C 255/16; glicales C07D; compuestos de constitución indeterminada C07G; polisacáridos, sus derivados C08B; ADN o ARN concerniente a la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos o su aislamiento, preparación o purificación C12N 15/00; industria del azúcar C13). › C07H 17/00 Compuestos que contienen radicales heterocíclicos unidos directamente a los heteroátomos de los radicales sacárido. › Heterociclos que contienen ocho o más miembros cíclicos, p. ej. eritromicinas.
- C12N15/54 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Transferasas (2).
- C12P19/62 C12 […] › C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA. › C12P 19/00 Preparación de compuestos que contienen radicales sacárido (ácido cetoaldónico C12P 7/58). › teniendo el heterociclo al menos ocho miembros y sólo oxígeno como heteroátomo del ciclo, p. ej. eritromicina, espiramicina, nistatina.
- C12R1/465 C12 […] › C12R SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LAS SUBCLASES C12C - C12Q, RELATIVO A LOS MICROORGANISMOS. › C12R 1/00 Microorganismos. › Streptomyces.
PDF original: ES-2371615_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Macrólidos polienos con actividad antimicrobiana y su procedimiento biotecnológico de obtención.
Estado de la técnica anterior
En las últimas décadas se han producido progresos importantes en el área de la sanidad humana, se han desarrollado tratamientos satisfactorios para graves enfermedades, bien mediante técnicas quirúrgicas, con la aplicación de nuevos agentes químicos ó con ambos procedimientos simultáneamente. Particularmente dos áreas se han visto favorablemente influenciadas: tratamientos oncológicos y trasplantes de órganos. Paralelo al progreso conseguido en estos campos, se ha producido un notable incremento en ciertas enfermedades infecciosas, tales como micosis severas, ocasionadas por microorganismos "oportunistas", que han encontrado un nuevo nicho en pacientes oncológicos o trasplantados sometidos a quimioterapias agresivas. El incremento de estas infecciones fúngicas constituyen una de las mayores amenazas para el éxito de las terapias aplicadas en las poblaciones de riesgo. A diferencia de los antibacterianos, el arsenal de compuestos antifúngicos disponibles es escaso. Tradicionalmente los compuestos macrolidos polienos vienen siendo utilizados, con eficacia probada, desde hace 50 años; en los últimos años los derivados de azoles se han sumado al arsenal de compuestos antifúngicos. A diferencia de los macrolidos polienos, los azoles adolecen de un problema importante: incremento en la aparición de microorganismos resistentes que, en algunos casos los hacen inoperante como drogas antifúngicas. Esta situación contrasta fuertemente con el uso de macrolidos polienos, particularmente Anfotericina B, para la que la aparición de formas resistentes parece ser un evento muy raro. A pesar de la excelente eficacia de Anfotericina B como agente fungicida, su uso clínico se ve fuertemente comprometido debido, fundamentalmente, a una considerable nefrotoxicidad y su muy baja solubilidad en agua. Por ello se han realizado por parte de diferentes laboratorios numerosos esfuerzos en la búsqueda de antifúngicos alternativos.
Varias han sido las aproximaciones para la obtención de polienos alternativos con menor toxicidad. Numerosos análogos se han obtenido tanto por vía semisintética como por ingeniería genética de rutas biosintéticas conocidas. Muchos derivados de Anfotericina B se han obtenido por síntesis orgánica, centrándose en la modificación del grupo carboxílico exocíclico ó en el grupo amino de la molécula del azúcar micosamina. Pese a que los cambios introducidos han servido para conocer las relaciones estructura-función y aspectos importantes para incrementar significativamente la toxicidad selectiva hacia los microorganismos diana, ningún derivado nuevo de Anfotericina B ha salido al mercado. No obstante, el conocimiento adquirido con las nuevas estructuras obtenidas, sugieren que el cambio de carga en el grupo carboxilo tiene un efecto importante sobre la actividad hemolítica. Todo ello permitió establecer que el diseño de nuevos derivados podría orientarse a la modificación bien en el grupo carboxílico como en el amino del azúcar; de esta forma derivados catiónicos de Anfotericina B serían compuestos potencialmente más activos que los parentales. En ausencia de nuevos derivados catiónicos, las nuevas formulaciones de Anfotericina B, asociadas a liposomas han permitido lanzar al mercado preparaciones para su aplicación como antifúngico con una sustancial reducción en sus niveles de toxicidad. Pese a esa reducción en los niveles de toxicidad, la toxicidad remanente es aún muy alta y su uso queda reducido a situaciones extremas donde otros tratamientos son infructuosos. Todo ello permite establecer que la obtención de nuevos compuestos macrolidos polienos para sanidad humana supone un campo prometedor para incrementar la disponibilidad de nuevas drogas aprovechando las ventajas ofrecidas por los macrolidos polienos.
Descripción de la invención
La presente invención se basa en el aislamiento y caracterización de genes que han sido capaces de modificar tanto in vivo como in vitro compuestos antifúngicos del grupo de los polienos carboxilados para generar nuevos macrolidos polienos amidados. Las secuencias nucleotídicas de estos genes codifican para una actividad amidotransferasa, dependiente de ATP capaz de amidar polienos carboxilados convencionales para obtener los correspondientes derivados amidados con ciertas propiedades biológicas optimizadas respecto a los parentales. La utilización de los genes permite obtener recombinantes genéticos que incrementan la capacidad para la producción de los polienos amidados y facilitar el proceso de producción y purificación de los polienos amidados de interés; los recombinantes genéticos que se obtengan pueden ser usados industrialmente para la producción, con alta eficiencia, de macrolidos polienos amidados.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un polinucleótido aislado, de ahora en adelante polinucleótido de la invención, capaz de traducirse a la secuencia aminoacídica que se selecciona de la lista que comprende:
o a una variante o a un fragmento biológicamente activo de dichas secuencias.
Las secuencias aminoacídicas SEQ ID NO: 1 y SEQ ID NO: 2 presentan una identidad de aproximadamente un 87%, estando estructuralmente relacionadas, y tienen una actividad biológica común, la conversión del grupo carboxilo de ciertos polienos en sus amidas derivadas (actuando como polienos carboxamida sintasas).
La secuencia nucleotídica SEQ ID NO: 3 engloba la secuencia parcial del gen pgm (nucleótidos 1 a 524), la secuencia del gen pcsA (nucleótidos 759 a 2606), del gen phoU (nucleótidos 3561 a 4238), del gen phoR (nucleótidos 4472 a 5746), y la secuencia parcial del gen phoP (nucleótidos 5800 a 6079), de Streptomyces diastaticus var. 108.
La secuencia nucleotídica SEQ ID NO: 4 engloba la secuencia parcial del ORF1 (nucleótidos 1 a 323), la secuencia del gen pgm (nucleótidos 572 a 1333), la secuencia del gen pcsB (nucleótidos 1587 a 3434), del ORF2 (nucleótidos 3599 a 3922), del ORF3 (nucleótidos 3919 a 4620), del gen phoU (nucleótidos 5278 a 5958), y la secuencia parcial del gen phoR (nucleótidos 6155 a 7391), de Streptomyces sp. cepa RGU5.3.
El término "aislado", tal y como se utiliza en esta memoria, hace referencia a nucleótidos o péptidos que: 1) se encuentran sustancialmente libres de componentes que normalmente acompañan o interaccionan con él en la naturaleza, o 2) si se encuentran en su medio natural, han sido sintéticamente (no naturalmente) alterados por la intervención humana y/o introducidos en una célula que no los posee de forma nativa. Por ejemplo, un nucleótido natural se convierte en "aislado" si se ha alterado, o si proviene de un ADN que ha sido alterado por medio de la intervención humana (por medio de, por ejemplo pero sin limitarnos, mutagénesis dirigida, inserciones, deleciones, etc). De la misma manera, un nucleótido natural se convierte en "aislado" si se introduce por medios no naturales en un genoma no nativo a dicho nucleótido (transfección). Por tanto, el término "aislado" en este último caso, es equivalente al término "heterólogo".
El término "identidad", tal y como se utiliza en esta memoria, hace referencia a la proporción de nucleótidos o aminoácidos idénticos entre dos secuencias nucleotídicas o aminoacídicas que se comparan. Los métodos de comparación de secuencias son conocidos en el estado de la técnica, e incluyen, aunque sin limitarse a ellos, el programa GAG, incluyendo GAP (Devereux et al., Nucleic Acids Research 12: 287 (1984) Genetics Computer Group University of Wisconsin, Madison, (WI); BLAST, BLASTP o BLASTN, y FASTA (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1999).
En el sentido utilizado en esta descripción, el término "variante" se refiere a una secuencia aminoacídica sustancialmente homologa a cualquiera de las secuencias SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2. En general, una variante incluye adiciones, deleciones o sustituciones de aminoácidos. El término "variante" incluye también a las proteínas resultantes de modificaciones postranslacionales como, por ejemplo, pero sin limitarse, glicosilación, fosforilación o metilación.
El término "homología", tal y como se utiliza en esta memoria, hace referencia a la semejanza entre dos estructuras debida a una ascendencia evolutiva común, o a una función común, y más concretamente, a la semejanza entre dos o más... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Polinucleótido aislado capaz de traducirse a la secuencia aminoacídica que se selecciona de la lista que comprende:
o a una variante o a un fragmento biológicamente activo de dichas secuencias.
2. Construcción genética de ADN o ARN que comprende uno de los siguientes tipos de secuencias:
3. Construcción genética según la reivindicación 2, donde el promotor es ermE*p.
4. Construcción genética según la reivindicación 2, donde el promotor es tipA.
5. Construcción genética según la reivindicación 2, que es el plásmido replicativo pHJL401.
6. Construcción genética según la reivindicación 2, que es el plásmido replicativo pIJ941.
7. Célula hospedadora que comprende un polinucleótido según la reivindicación 1, o una construcción genética según cualquiera de las reivindicaciones 2-6.
8. Célula según la reivindicación 7 que es una bacteria.
9. Célula según la reivindicación 8 que pertenece al género Streptomyces.
10. Célula hospedadora según la reivindicación 8 que pertenece a la especie Streptomyces diastaticus.
11. Método de obtención de macrolidos polienos que comprende cultivar la célula hospedadora según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10.
12. Uso de la célula hospedadora según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 para la obtención de macrolidos polienos.
13. Compuesto de fórmula (I)
donde
R1 se selecciona entre -COOH ó -CONH2.
R2 se selecciona entre alquilo C1-C4.
14. Compuesto según la reivindicación 13 donde R1 es -CONH2.
15. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 13-14 en forma de sal, profármaco, derivado o análogo, o cualquiera de sus combinaciones.
16. Uso del compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 13-15 para la fabricación de un medicamento.
17. Uso del compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 13-15 para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de una infección.
18. Uso según la reivindicación 17 donde la infección está producida por hongos.
19. Uso del compuesto de fórmula (I) según las reivindicaciones 13-15 como antibiótico.
20. Uso del compuesto de fórmula (I) según las reivindicaciones 13-15 como como antifúngico.
21. Composición farmacéutica que comprende al menos un compuesto de fórmula (I) según cualquiera de las reivindicaciones 13-15 junto a un vehículo farmacéuticamente aceptable.
22. Composición farmacéutica que comprende un compuesto de fórmula (I) según cualquiera de las reivindicaciones 13-15 y, adicionalmente, otro principio activo.
Patentes similares o relacionadas:
Polimorfos de 20,23-piperidinil-5-O-micaminosiltilonolida, del 20 de Mayo de 2020, de INTERVET INTERNATIONAL B.V: Una forma cristalina de 20,23-dipiperidinil-5-O-micaminosil-tilonolida que tiene al menos una de las siguientes características: un espectro FT-Raman que comprende […]
Derivados de azitromicina con propiedades de potenciación de la barrera epitelial, del 13 de Mayo de 2020, de EpiEndo Pharmaceuticals ehf: Un compuesto de acuerdo con la fórmula (I) **(Ver fórmula)** En donde R1 es OH; R2 es de acuerdo con la fórmula (III) **(Ver […]
Derivados de avermectina B1 que tienen un sustituyente alcoximetilo en la posición 4'''' o 4'', del 17 de Febrero de 2020, de Boehringer Ingelheim Animal Health USA Inc: Compuesto de fórmula**Fórmula** en la que n es 0 o 1; A-B es -CH=CH; R1 es sec-butilo o isopropilo; R2 es CH2CH3, p-ClC6H4, CH2(CH2)2N3 […]
Levoisovalerilespiramicina III y preparaciones, métodos de preparación y utilizaciones de la misma, del 1 de Enero de 2020, de Shenyang Fuyang Pharmaceutical Technology Co., Ltd: Compuesto cristalino de levoisovalerilespiramicina III, en el que, la fórmula estructural química de la levoisovalerilespiramicina III se representa como la fórmula […]
Derivado de anfotericina b con toxicidad reducida, del 25 de Septiembre de 2019, de THE BOARD OF TRUSTEES OF THE UNIVERSITY OF ILLINOIS: C2'epiAmB, representado por**Fórmula**
o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo.
Forma cristalina de levoisovalerilespiramicina II y preparaciones, procedimientos de preparación y utilizaciones de la misma, del 7 de Agosto de 2019, de Shenyang Fuyang Pharmaceutical Technology Co., Ltd: Compuesto de levoisovalerilespiramicina II, en el que, la fórmula estructural química de la levoisovalerilespiramicina II se representa como la fórmula (II), en condiciones […]
Derivados de la anfotericina B con índice terapéutico mejorado, del 20 de Septiembre de 2018, de The Board of Trustees of the University of Illionis: Un compuesto, o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, el compuesto que se selecciona de**Fórmula**
Procedimientos para tratar enfermedades gastrointestinales, del 11 de Abril de 2018, de Cempra Pharmaceuticals, Inc: Una cantidad terapéuticamente efectiva de un compuesto de fórmula **Fórmula** o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, donde: R10 es hidrógeno […]