Péptidos como agentes activos para estabilizar barreras biológicas.

Péptido que consiste en la secuencia de aminoácidos

GX1RPX2X3X4 X5GGX6 (SEC ID Nº:

1)

en la que

X1 es un aminoácido seleccionado del grupo que consiste en R y A;

X2 tanto se omite como es un aminoácido seleccionado del grupo que consiste en L y V;

X3 tanto se omite como es una secuencia de aminoácidos que consiste en 1 a 5 aminoácidos;

X4 tanto se omite como es una secuencia de aminoácidos que consiste en GG;

X5 representa dos aminoácidos seleccionados del grupo que consiste en A, I y S; y

X6 tanto se omite como es una secuencia de aminoácidos que consiste en 1 a 5 aminoácidos.

Péptidos como agentes activos para estabilizar barreras biológicas

La presente invención se refiere a compuestos, en particular a péptidos que pueden estabilizar fundones de la barrera de epitelio y endotelio. Los péptidos y otros compuestos de la presente invención son útiles en el tratamiento y prevención de enfermedades o trastornos asociados a una rotura localizada o sistémica de funciones de la barrera epitelial y endotelial. Enfermedades y trastornos particulares que van a tratarse y/o prevenirse con los péptidos u otros compuestos y usos proporcionados en el presente documento son quemaduras, lesión pulmonar aguda (LPA), síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), lesión pulmonar inducida por el respirador (LPIR), síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS), lesión renal aguda (LRA), septicemia, síndrome de disfunción multiorgánica (SDMO) o edema.

Las Rho GTPasas controlan muchos aspectos del comportamiento de la célula tales como la organización del cltoesqueleto, migración celular, progresión del ciclo celular, proliferación celular, diferenciación celular, expresión génlca, supervivencia celular y apoptosis (Nature (26), 44(787): 169-172; Drug Targets (21), 11(9): 143-158). Un aspecto principal en su función es el control de la permeabilidad de superficies vasculares (Cardiovasc Res (21), 87(2): 243-253; Thromb Haemost (21), 13(1): 4-55; Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol (25), 288(2): L294-L36) y epiteliales (Am J Pathol (21), 177(2): 512-524; Physlology (Bethesda) (21), 25(1): 16-26). Debido a su función central en la regulación de la permeabilidad, la activación de Rho GTPasas es decisiva para muchos procesos fisiopatológicos asociados a una rotura en la función de la barrera epitelial y endotelial. Tales procesos patológicos pueden ser trastornos y enfermedades que comprenden quemaduras, lesión pulmonar aguda (LPA), síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), lesión pulmonar inducida por el respirador (LPIR), síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS), lesión renal aguda (LRA), septicemia, síndrome de disfunción multiorgánica (SDMO) (Med Sci Monit (21), 16(4): 112-118; Microvasc Res (29), 77(1): 39-45; Anesthesiology (21), 113:1134-1143; Curr Pharm Des (29), 15(27): 318-3115; Mol Interventions (24), 4(6): 349-357; Circ Res (26), 98(3): 322-334; Am J Physiol Renal Physiol (29), 297(2): F316-F326; Exp Cell Res (211), 317(6): 859-872; Transí Res (21), 155(1): 44-54; Burns (23), 29(8): 82-827) o edema, particularmente enfermedades asociadas a edema de tejido progresivo (N Engl J Med (21), 363: 689-691). Para el tratamiento de estas enfermedades, la inhibición farmacológica de Rho GTPasas y las posteriores Rho-cinasas es un enfoque prometedor (Trends Cell Biol (28), 18: 21-219). Las estatinas y bisfosfonatos son sustancias que afectan la biosíntesis de ¡soprenoides y así previenen la modificación de lípidos de Rho GTPasas que son necesarias para su activación como se describe más adelante. Las estatinas y bisfosfonatos se prueban en estudios clínicos como productos farmacéuticos contra el cáncer y enfermedades cardíacas, además de para su capacidad para mejorar la función de la barrera vascular y epitelial alterada. Por ejemplo, fasudil es un inhibidor de Rho-cinasas que se usa en vasoespasmos de arterias cerebrales e hipertensión pulmonar. Además, se ha descrito que una proteína derivada de fibrina que se une a VE-cadherina, B(315-42, estabiliza barreras endoteliales mediante la inhibición de la Rho GTPasa RhoA (PloS ONE (29), 4(4): e5391).

Debido a su función central en la biología celular, la actividad de Rho GTPasas está estrictamente controlada. Las Rho GTPasas van en ciclos entre un estado unido a GDP inactivo y un estado unido a GDP activo. Las Rho GTPasas pueden interaccionar con sus moléculas efectoras y afectar sus funciones solo en la forma unida a GTP. La mayoría de las GTPasas en forma activa están unidas a la membrana celular. Esta elección de membrana como diana está mediada por la reglón polibásica del extremo C y una isoprenilación postraduccional de las Rho GTPasas. La activa existe solo durante un tiempo limitado, ya que debido a la actividad de hidrólisis de Rho GTPasas la GTP unida se convierte rápidamente en GDP. El estado unido a GDP es más estable, por tanto, la parte importante de las Rho GTPasas celulares es inactiva. Los llamados inhibidores de la disociación de guanidina (GDI) enmascaran las secuencias que eligen membrana como diana de las Rho GTPasas y estabilizan la conformación unida a GDP. La activación de Rho GTPasas está mediada por factores de intercambio guanlna-nucleótido (GEF) específicos, que catalizan el intercambio de GTP a GDP; véase también en el presente documento más adelante. Las GEF potencian la tasa de disociación de GDP y estabilizan la forma libre de nucleótido de Rho GTPasas. Como la GTP está presente en la célula en alto exceso molecular, la unión de GTP se favorece. La unión de GTP provoca un cambio conformacional de la Rho GTPasa de forma que se disocien GEF. El equilibrio entre Rho GTPasas activas e inactivas se regula adicionalmente por otro grupo de proteínas reguladoras, las proteínas activadoras de GTPasas (GAP). Las GAP aumentan la actividad de hidrólisis de Rho GTPasa intrínseca de las Rho GTPasas y, así favorecen su inactivación (Trend Cell Biol (28), 18: 21-219). En su forma activa, las Rho GTPasas interacclonan con alta afinidad con uno de los varios efectos aguas abajo. El estado activo es muy transitorio; termina mediante la hidrólisis de GTP a GDP, una reacción que se estimula por GAP. Además, los factores de disociación de guanina nucleótido estabilizan la forma inactiva de Rho GTPasas (Genes Dev. 1997; 11: 2295-2322; Biochem Soc Trans (25); 33: 891-895; Cell (24); 116:167-179).

Una posibilidad de controlar la actividad de Rho GTPasa específica para contexto es mediante factores de intercambio de guanina-nucleótido (GEF). Los GEF son reguladores en aguas arriba de la actividad de Rho GTPasa. Los GEF controlan la actividad de Rho GTPasa de un modo espacio-temporal y parcialmente específico del contexto (Nature Cell Biol (211), 13: 159-166). En otras palabras, los GEF permiten la activación de Rho en un tiempo definido y localización dentro de una célula dada. Integran y procesan múltiples señales externas y están por sí mismas estrictamente controladas. Actúan

como superficies de separación que enlazan señales entrantes con ciertas respuestas biológicas de células activadas por Rho GTPasa (Trends Cell Biol 28; 18:21-19). Las características reguladoras de GEF son debidas a su arquitectura multidomonio. La primera Rho GEF se aisló de células de llnfoma como gen transformado y se llamó Dbl (Nat Rev Mol Cell Biol (25), 6(2): 167-18). Mientras tanto, la familia de homología de Dbl comprende más de 7 proteínas. La mayoría de los GEF contienen un dominio de homología altamente conservado de aproximadamente 2 aminoácidos que media en el intercambio de GDP y GTP en Rho GTPasas. Este dominio se designa el dominio DH. La especificidad de GEF por una única GTPasa o grupo de GTPasas se confiere por este dominio DH. El dominio del extremo N es autolnhlbldor, es decir, en el estado inactivo el extremo N está fosforilado e ¡nteracclona con el dominio DH. Tras la desfosforilación, la auto-inhibición se resuelve (Trend Cell Biol (28), 18: 21-219; Protein Sci (211), 2: 17-111). Adlclonalmente, hay una segunda subfamilia de GEF que comprende 11 miembros que no lleva un dominio DH. En lugar de un dominio DH contiene dos regiones de homología, concretamente DHR1 y DHR2 (reglón de homología de enlace 1 y 2) (Trends Cell Biol (28), 18: 21-219; J Cell Sci (25), 118: 4937^946; Nat Rev Mol Cell Biol (25), 6(2): 167-18). El GEF se une a las Rho GTPasas mediante su(s) dominio(s) de homología y así ayudan en el intercambio de GDP con GTP.

Los GEF comprenden un dominio de pleckstrina (dominio PH) próximo al dominio DH. El dominio PH participa en la actividad catalítica y mediación de la interacción proteína-proteína. Juntos, el dominio DH y PH proporcionan la estructura mínima que se requiere para la activación de GTPasa. El dominio PH participa en la distribución subcelular de GEF y en regular la actividad (Genes Dev (22), 16: 1587-169; Nat Rev Mol Cell Biol (25), 6(2): 167-18). Por ejemplo, GEF- H1 es inactivo cuando está asociado con microtúbulos y uniones estrechas. En el estado activo, GEF-H1 se reubica en el citoplasma (Mol Biol Cell (28), 19(5): 2147-2153; Dev Cell (25), 8: 777-786).

La actividad de GEF está controlada por la inhibición intramolecular. El dominio del extremo N de GEF sirve de auto- inhibidor en el que la interacción intramolecular se neutraliza por fosforilación. Así, la GTPasa diana puede interaccionar con el dominio DH.... [Seguir leyendo]

1. Péptido que consiste en la secuencia de aminoácidos

GX1RPX2X3X4 XsGGXe (SEC ID N°: 1) en la que

X1 es un aminoácido seleccionado del grupo que consiste en R y A;

X2 tanto se omite como es un aminoácido seleccionado del grupo que consiste en L y V;

X3 tanto se omite como es una secuencia de aminoácidos que consiste en 1 a 5 aminoácidos;

X4 tanto se omite como es una secuencia de aminoácidos que consiste en GG;

X5 representa dos aminoácidos seleccionados del grupo que consiste en A, I y S; y

Xe tanto se omite como es una secuencia de aminoácidos que consiste en 1 a 5 aminoácidos.

2. El péptido de la reivindicación 1 que puede inhibir la actividad de una Rho GTPasa.

3. El péptido de la reivindicación 1 o 2, en el que X1 es R.

4. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que X2 es L o V.

5. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que X3 es PPP.

6. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que X4 es GG.

7. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que X5 es IS o AS.

8. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que X6 se omite.

9. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que X1 es R, X2 es L, X3 se omite, X5 es IS y X6 se omite, o en el que X1 es R, X2 es V, X3 se omite, X5 es IS y X6 se omite.

1. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho péptido consiste en una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en

GRRPLGGISGG (SEC ID N°: 3);

GRRPVGGISGG (SEC ID N°: 6);

GRRPLISGG (SEC ID N°: 4);

GRRPVISGG (SEC ID N°: 7);

GRRPLPPPISGG (SEC ID N°: 8);

GRRPVPPPISGG (SEC ID N°: 9);

GRRPLGGAAGG (SEC ID N°: 1);

GRRPVGGAAGG (SEC ID N°: 11);

GRRPLPPPAAGG (SEC ID N°: 12);

GRRPVPPPAAGG (SEC ID N°: 13);

GRRPLGGASGG (SEC ID N°: 14);

GRRPVGGASGG (SEC ID N°: 15);

GRRPLPPPASGG (SEC ID N°: 16);

GRRPVPPPASGG (SEC ID N°: 17);

GRRPLGGIAGG (SEC ID N°: 18);

GRRPVGGIAGG (SEC ID N°: 19);

GRRPLPPPIAGG (SEC ID N°: 2);

GRRPVPPPIAGG (SEC ID N°: 21);

GARPLGGISGG (SEC ID N°: 22);

GARPVGGISGG (SEC ID N°: 23);

GARPLPPPISGG (SEC ID N°: 24);

GARPVPPPISGG (SEC ID N°: 25);

GARPLGGAAGG (SEC ID N°: 26);

GARPVGGAAGG (SEC ID N°: 27);

GARPLPPPAAGG (SEC ID N°: 28);

GARPVPPPAAGG (SEC ID N°: 29);

GARPLGGASGG (SEC ID N°: 3);

GARPVGGASGG (SEC ID N°: 31);

GARPLPPPASGG (SEC ID N°: 32);

GARPVPPPASGG (SEC ID N°: 33);

GARPLGGIAGG (SEC ID N°: 34);

GARPVGGIAGG (SEC ID N°: 35);

GARPLPPPIAGG (SEC ID N°: 36); y GARPVPPPIAGG (SEC ID N°: 37).

11. Un polinucleótido que codifica el péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1.

12. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 o el polinucleótido de la reivindicación 11 para su uso como una sustancia farmacéutica.

13. Una composición farmacéutica que comprende el péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 y/o el polinucleótido de la reivindicación 11, que opcionalmente comprende además un vehículo y/o diluyente farmacéuticamente aceptable.

14. El péptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, el polinucleótido de la reivindicación 11 o la composición farmacéutica de la reivindicación 13 para su uso en el tratamiento o la prevención de una enfermedad o trastorno asociado a una rotura localizada o sistémica de funciones de la barrera epitelial o endotelial, en el que dicha enfermedad o trastorno está seleccionado del grupo que consiste en lesión pulmonar aguda (LPA), lesión renal aguda (LRA), síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), lesión pulmonar inducida por el respirador (LPIR), síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS), septicemia, quemaduras, síndrome de disfunción multiorgánica (SDMO) y edema.

15. El péptido de la reivindicación 12 o 14, el polinucleótido de la reivindicación 12 o 14 o la composición farmacéutica de la reivindicación 13 o 14, en el que la vía de administración es parenteral u oral.