LIBERACIÓN DE SUSTANCIAS EN CÉLULAS SENESCENTES.

Liberación de sustancias en células senescentes.

La invención trata de nanodispositivos para la liberación controlada de sustancias que comprenden un soporte recubierto por oligosacáridos,

donde dichos oligosacáridos comprenden al menos 3 unidades de monosacáridos, y donde al menos uno de los monosacáridos es galactosa. Estos nanodispositivos liberan su carga de manera específica en células senescentes. La invención también recoge su procedimiento de obtención y sus usos.

La presente invención se refiere a nanodispositivos para la liberación controlada de fármacos, biofármacos y cosméticos. Por tanto, la invención se podría encuadrar en el campo de las industrias farmacéutica y cosmética.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las células somáticas normales invariablemente entran en un estado de crecimiento irreversiblemente detenido y de funciones alteradas después de un número finito de divisiones, llamado senescencia celular. Las células senescentes muestran un fenotipo radicalmente alterado que se cree que perjudica la función de los tejidos y los predispone al desarrollo y al progreso de enfermedades. Pese a que el sistema inmunológico destruye muchas células senescentes, se vuelve mucho menos efectivo en esta tarea con el envejecimiento. Como consecuencia, células senescentes o "resistentes a la muerte" se acumulan en los tejidos, acelerando así el envejecimiento y el desarrollo de enfermedades. Además la acumulación de células senescentes altera el comportamiento de las células vecinas, favorece la degradación de la matriz extracelular, disminuye la fuente de células capaces de sufrir mitosis y estimula el cáncer.

Hay un gran número de patologías asociadas al envejecimiento celular acelerado tales como síndrome Werner de progeria adulta (WS) , Hutchinson-Gilford (HGS) y síndrome Rothmund Thompson (RTS) . En WS o RTS se observa erosión de los telómeros en la mayoría de los tejidos, incluso si telomerasa no es la causa principal de la enfermedad. Otras enfermedades están más relacionadas con envejecimiento acelerado en tejidos específicos tales como la Diskeratosis Congénita (OC) o la Fibrosis pulmonar idiopática (IPF) . En estas condiciones, la capacidad replicativa de las células está dañada debido a una actividad defectuosa de la telomerasa en el compartimiento de las células madres de tejidos con alta regeneración celular tales como la piel, el epitelio pulmonar y la médula ósea. Un efecto secundario frecuente en estas enfermedades es la inducción de cáncer, especialmente de esos cánceres que implican un acortamiento de los telómeros. Para combatir este problema son fundamentales estrategias para prevenir, reemplazar o eliminar células senescentes. En particular, el diseño de estas terapias contribuiría al tratamiento del envejecimiento celular acelerado y podría estimular la idea de que el rejuvenecimiento es posible.

Una primera aproximación para conseguir el objetivo de eliminar células senescentes estaría relacionada con el desarrollo de sistemas de distribución selectiva capaces de liberar su carga en estas células particulares.

Los sistemas de liberación tradicional se basan en polímeros que normalmente no responden a estímulos sino que van liberando su carga por procesos controlados por difusión y por degradación de un contenedor polimérico. Por otro lado, la nanotecnología ha demostrado ser una aproximación innovadora en terapias. Los sistemas de liberación de fármacos capaces de liberar moléculas activas en ciertas células de una manera controlada han tenido mucha atención recientemente, como las microcápsulas poliméricas, dendrímeros, micelas y nanopartículas. Alternativamente, nanopartículas de sílice meso porosa (MSN) se han usado ampliamente en los últimos años como reservas para el almacenamiento de drogas debido a su estructura meso porosa única, gran volumen específico y fácil funcionalización. Además MSN son biocompatibles, no tóxicas y se ha descrito su captación celular vía endocitosis.

Recientemente, se han descrito nanopartículas de sílice meso porosa recubiertas de lactosa para la liberación controlada de fármacos en presencia de l3-galactosidasa, hallada en el cuerpo humano en especial en los entericitos del villi del intestino delgado (A. Bernardos y otros, Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 5884-5887) . Sin embargo, la liberación de la carga en el sistema descrito no sería muy selectiva in vivo, ya que con la hidrólisis de un solo enlace 13 (1-7 4) sería suficiente para liberar parcialmente la carga. Por ello, un sistema de esta clase tendría escasa selectividad, ya que células con una expresión normal del enzima provocarían la liberación. Además, la liberación de la carga sería rápida, impidiendo su reparto por la totalidad del tejido a tratar.

Dada la urgente necesidad de desarrollar nuevas maneras terapéuticas de prevenir la apanclon de insuficiencias y enfermedades humanas relacionadas con la senescencia se siguen necesitando sistemas para el tratamiento selectivo de células senescentes.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a nanopartículas de un material meso poroso para la liberación controlada de sustancias en células senescentes. La liberación de la carga se activa por la presencia de 13galactosidasa asociada a la senescencia (SA-I3-gal) en células senescentes. La existencia de esta SA-I3gal en estas células se explica por la sobreexpresión de l3-galactosidasa liposomal endógena que ocurre específicamente en células senescentes.

La presente invención presenta las siguientes ventajas:

-proporciona una liberación más específica y controlada

-la liberación se produce selectivamente en células que sobreexpresan l3-galactosidasa, como las células senescentes,

-las nanopartículas son introducidas en las células preferentemente por vía lisosomal, por lo que van directamente a la región celular con la máxima expresión de 13 -galactosidasa.

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un nanodispositivo para la liberación controlada de sustancias que comprende un soporte mesoporoso recubierto por oligosacáridos, donde dichos oligosacáridos comprenden al menos 3 unidades de monosacáridos, y donde al menos uno de los monosacáridos es galactosa.

Un segundo aspecto de la presente invención se refiere al procedimiento de obtención del nanodispositivo tal y como se ha descrito anteriormente que comprende las etapas de:

a) funcional izar el oligosacáridos con un grupo silano b) suspender el soporte en una disolución de la sustancia a liberar

c) añadir a la suspensión anterior un exceso del oligosacárido funcionalizado de la etapa (a) .

Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a una composición que comprende nanodispositivos tal y como se han descrito anteriormente.

Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere al uso del nanodispositivo tal y como se ha descrito anteriormente, para la elaboración de un medicamento.

Un quinto aspecto de la presente invención se refiere al uso del nanodispositivo tal y como se ha descrito anteriormente para la elaboración de un medicamento para el tratamiento y/o la prevención de enfermedades que cursen con la sobreexpresión de l3-galactosidasa.

Un sexto aspecto de la presente invención, se refiere al uso del nanodispositivo tal y como se han descrito anteriormente para la fabricación de una composición cosmética.

Un séptimo aspecto de la presente invención, se refiere al uso del nanodispositivo tal y como se ha descrito anteriormente para la fabricación de un equipo para la detección y cuantificación de células senescentes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un nanodispositivo para la liberación controlada de sustancias que comprende un soporte recubierto por oligosacáridos, donde dichos oligosacáridos comprenden al menos 3 unidades de monosacáridos, y donde al menos un 20% de los monosacáridos son galactosa. Preferiblemente el nanodispositivo comprende de 3 a 10 unidades de monosacáridos y aún más preferiblemente de 3 a 6 unidades de monosacáridos.

Por el término "nanodispositivo" se entiende en el contexto de la invención a un dispositivo de tamaño nanométrico capaz de liberar fármacos o cosméticos selectivamente.

Por el término "oligosacárido" se entiende un carbohidrato que consiste en 3 a 15 unidades de monosacáridos (unidades básicas de los azúcares, generalmente con la fórmula general CnH2nOn.

Además, en una realización preferida del primer aspecto de la presente invención, al menos un 50% de los monosacáridos son galactosa. Que al menos un 50% de los monosacáridos sean galactosa quiere decir que si hay 3 monosacáridos, 2 o 3 de ellos serán galactosa;... [Seguir leyendo]

1. Nanodispositivo para la liberación controlada de sustancias que comprende un soporte recubierto por oligosacáridos, donde dichos oligosacáridos comprenden al menos 3 unidades de monosacáridos, y donde al menos uno de los monosacáridos es galactosa.

2. El nanodispositivos según la reivindicación anterior que comprende de 3 a 10 unidades de monosacáridos.

3. El nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el oligosacárido comprende de 3 a 6 unidades de monosacáridos.

4. El nanodispositivos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde al menos un 50% de los monosacáridos son galactosa, preferiblemente todos los monosacáridos son galactosa.

5. El nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque tiene un diámetro de 10 nm a 250 nm, preferiblemente de 25 nm a 150 nm.

6. El nanodispositivo cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el soporte es un material mesoporoso, preferiblemente sílice mesoporosa.

7. El nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el diámetro de poro del soporte es de 0, 5 nm a 10 nm, preferiblemente de 1, 5 nm a 3, 5 nm.

8. El nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende la sustancia a liberar.

9. El nanodispositivo según la reivindicación anterior donde la sustancia a liberar se selecciona de la lista que comprende indicadores, compuestos para la reactivación de la telomerasa, compuestos citotóxicos y cualquiera de sus mezclas.

10. El nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9 donde la sustancia a liberar se secciona de la lista que comprende el péptido GS.

2. 2, el péptido TAT2, cisplatino, oxaliplatino, carboplatin, doxorubicina, camptotecina, etoposido, 5-fluorouracilo, gemcitabina, citosina, arabinosido, 6mercaptopurina, taxanos, vincristina, vinblastina, adriamicina metotrexato, pemetrexed y cualquiera de sus mezclas.

11. El nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 donde la proporción de la sustancia a liberarse es de 0, 01 a 0, 50 g por g de soporte.

12. Procedimiento de obtención del nanodispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende las etapas de:

a) funcional izar el oligosacáridos con un grupo silano,

b) suspender el soporte en una disolución de la sustancia a liberar,

c) añadir a la suspensión anterior un exceso del oligosacárido funcionalizado de la etapa (a) .

13. Procedimiento de obtención según la reivindicación anterior donde la etapa (b) se deja en agitación de 1 a 48 horas, preferiblemente de 10 a 30 horas.

14. Procedimiento de obtención según cualquiera de las reivindicaciones de 14 a 15 donde la etapa (b) se lleva a cabo en un disolvente seleccionado de la lista que comprende metanol, etanol, propanol, isopropanol, acetona y acetonitrilo, preferiblemente etanol.

15. Procedimiento de obtención según cualquiera de las reivindicaciones de 12 a 14 donde la proporción de oligosacárido funcionalizado / soporte es de 1 a 5 veces en masa.

16. Procedimiento de obtención según cualquiera de las reivindicaciones de 12 a 15 donde la etapa (c) se deja en agitación de 0, 5 a 20 horas, preferiblemente de 1 a 10 horas.

17. Composición que comprende nanodispositivos según las reivindicaciones 1 a 11.

18. La composición según la reivindicación anterior, donde dicha composición es farmacéutica.

19. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 18 que además comprende excipientes farmacéuticamente aceptables.

20. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, donde dicha composición está en forma de comprimido, cápsula, polvo, gránulo, solución, supositorio o jarabe.

21. La composición según la reivindicación 17, donde dicha composición es cosmética.

22. La composición según la reivindicación anterior, donde dicha composición está en forma de crema, loción, gel o polvo.

23. Uso del nanodispositivo según las reivindicaciones 1 a 11, para la elaboración de un medicamento.

24. Uso del nanodispositivo según las reivindicaciones de 1 a 11 para la elaboración de un medicamento para el tratamiento y/o la prevención de enfermedades que cursen con la sobreexpresión de 13galactosidasa.

25. Uso según la reivindicación anterior, donde la sobreexpresión de l3-galactosidasa tiene lugar en células senescentes.

26. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 25 donde la enfermedad se selecciona de la lista que comprende el síndrome Wiedemann-Rautenstrauch de progeria neonatal, el síndrome Werner de progeria adulta, el síndrome Hutchinson-Gilford, el síndrome Rothmund Thompson, el síndrome Mulvill-Smith, el sindrome de Cockayne, la Diskeratosis Congénita, la fibrosis pulmonar idiopática, la anemia aplásica, el enfisema, la diabetes tipo 2 y la degeneración de cartílagos.

27. Uso del nanodispositivo según las reivindicaciones 1 a 11 para la fabricación de una composición cosmética.

28. Uso del nanodispositivo según las reivindicaciones 1 a 11 para la detección y cuantificación de células senescentes.

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