ES2250509T3 - Analogos ciclicos solubles del peptido beta amiloide. - Google Patents

Analogos ciclicos solubles del peptido beta amiloide.

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ES2250509T3 ES01990584T ES01990584T ES2250509T3 ES 2250509 T3 ES2250509 T3 ES 2250509T3 ES 01990584 T ES01990584 T ES 01990584T ES 01990584 T ES01990584 T ES 01990584T ES 2250509 T3 ES2250509 T3 ES 2250509T3
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Abstract

Péptido que presenta la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis con una secuencia de aminoácidos, seleccionado de entre el grupo de las secuencias compuestas de SEQ ID nº 2 a SEQ ID nº 19, donde el péptido presenta por lo menos un puente intramolecular que se forma por enlace covalente entre las cadenas laterales de por lo menos los aminoácidos en las posiciones 17 y 21 del péptido.

Description

Análogos cíclicos solubles del péptido \beta amiloide.
La presente invención se refiere a péptidos con la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis, procedimientos para localizar péptidos amiloidogenéticos o sus agregados, preparaciones farmacéuticas para la profilaxis y terapia de enfermedades que entrañen una amiloidogénesis así como compuestos diagnósticos para la demostración de tales enfermedades.
Las enfermedades amiloides o amiloidosis son enfermedades que se producen con una amiloidogénesis, formación de amiloides o agregación de proteínas amiloides en determinados tejidos corporales, con lo cual frecuentemente van unidos efectos citotóxicos. Así la enfermedad de Alzheimer tiene lugar con una amiloidogénesis del péptido \beta-amiloide (\beta-AP).
Se supone que la formación de los sedimentos amiloides de diversos péptidos es la responsable de la formación y de las complicaciones patológicas de enfermedades amiloides (Lorenzo et al., Nature 368 (1994), 756-760, Lorenzo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91 (1994), 12243-12247, Lansbury et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (1999), 3342-3344, Koo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (1999), 9989-9990, Sipe et al., Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences 31(4) (1994), 325-354). Igualmente se supone que los inhibidores de la formación de amiloides representan productos farmacéuticos adecuados para la profilaxis y para combatir las enfermedades amiloides.
Por la patente DE-A1 197 25 619 se conocen péptidos lineales de 3 a 15 aminoácidos, que pueden actuar como agonistas y/o inhibidores de la formación de amiloides. Estos péptidos se caracterizan porque como secuencia activa contienen por lo menos los aminoácidos GA.
Por la patente US 5.854.204 se conocen péptidos que modulan la agregación de \beta-amiloides. Se trata de péptidos de estructura lineal de diversa longitud, que está derivada en particular de la proteína precursora \beta-amiloide 770.
La patente WO 96/39834 describe otros péptidos lineales que están en condiciones de curar enfermedades con acumulación anormal de péptidos. Los péptidos descritos presentan 3 a 15 aminoácidos, un tramo hidrófobo de 3 aminoácidos y en este tramo hidrófobo por lo menos 1 aminoácido que bloquea una estructura \beta de hoja plegada.
La patente WO 96/07425 describe efectos neurotóxicos de la proteína \beta-amiloide debidos a péptidos sintéticos inhibidores de estructura lineal. El diagnóstico y el tratamiento de la diabetes mellitus tipo II con empleo de amilina y derivados de ésta se describe en la EP 0 289 287 y en la EP 0 309 100 A2.
Por la WO 01/34631 A2 se conoce un pentapéptido ciclizado que representa un fragmento del péptido \beta-amiloide y que posee la propiedad de frenar la tendencia a la formación de la estructura \beta de hoja plegada. Mediante el intercambio de determinados aminoácidos mediante cisteína resulta posible la ciclización mediante la formación de puentes de disulfuro.
Por la publicación de Findeis et al. (Biochemistry 1999, 38:6791-6800) se conocen péptidos (lineales) que sirven de inhibidores de la polimerización de la proteína \beta-amiloide. Estos péptidos o bien son de nueva sintetización o se han derivado mediante una serie de diversos pasos de modificación de la forma nativa de la proteína \beta-amiloide. Las modificaciones comprenden entre otras cosas la supresión selectiva, la modificación con reactivos orgánicos, el acortamiento para formar un pentadecapéptido con modificación n-terminal así como modificaciones de
colilo.
En la actualidad todavía no se dispone de procedimientos de ensayo para la detección precoz de las enfermedades amiloides, o se encuentran todavía en fase de desarrollo. Esto se debe a que los problemas proteino-químicos y técnico-analíticos causados por la formación de amiloides no permitían hasta ahora ninguna analítica de la formación de amiloides. Como consecuencia de ello, está esencialmente sin aclarar el mecanismo de la formación de amiloides. Otra de las consecuencias de esto es que en la actualidad no existen preparaciones farmacéuticas para el tratamiento de las enfermedades amiloides a base de moduladores, en particular de inhibidores de la génesis de amiloides. Tampoco existen procedimientos de diagnóstico basados en el análisis de la formación de amiloides, por ejemplo ensayos in vitro para evaluar la cinética, la cantidad y la calidad de la formación de estructuras amiloides. Ahora igual que antes es preciso efectuar el diagnóstico, por ejemplo de la enfermedad de Alzheimer, de forma sintomática.
Igualmente existe una necesidad de sondas adecuadas que estén en condiciones de demostrar los péptidos que forman amiloides, con el fin de poder determinar aumentos anormales en la concentración de péptidos amiloidogenéticos ya en la fase previa de posibles enfermedades. La puesta a disposición de tales sondas ha supuesto hasta ahora un fracaso porque las sondas propiamente dichas no se pueden agregar, si bien debían interaccionar específicamente con los péptidos amiloidogenéticos, es decir, debían combinarse. Los requisitos que se plantean para un inhibidor de la formación de amiloides son similares. También esa sustancia no deberá fomentar naturalmente la agregación ni debe agregar por sí mismo y, además, debería poder combinar específicamente los péptidos amiloidogenéticos, para frenar su posterior agregación. Hasta la fecha no se ha podido emplear en el diagnóstico y en la terapia médica una sustancia que pudiera satisfacer los criterios antes citados. Por este motivo sigue existiendo una gran demanda en la facilitación de sustancias que puedan servir tanto como sondas para el diagnóstico, en particular para la detección precoz, de las enfermedades que se producen con formación de amiloides, como también para la terapia incluida la profilaxis de las mismas.
La presente invención está basada en el problema técnico de preparar sustancias que estén en condiciones de poder servir como sondas para el diagnóstico de enfermedades que se produzcan con formación de amiloides, en particular la enfermedad de Alzheimer, así como para la terapia de la misma.
La presente invención resuelve el problema técnico en el que se basa, mediante la preparación de péptidos que tengan la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis, en particular de un inhibidor de la amiloidogénesis, donde el péptido presenta una secuencia de aminoácidos, seleccionada de entre el grupo de las secuencias de aminoácidos compuestas por SEQ ID nº 1 a SEQ ID nº 19 de acuerdo con el protocolo de secuencias adjunto, y donde por lo menos los aminoácidos del péptido de la posición 17 y 21 forman por medio de sus cadenas laterales un puente intramolecular mediante enlace covalente. Para esto puede estar previsto que el puente tenga lugar mediante enlace directo entre grupos funcionales, por ejemplo grupos amino y grupos carboxilo, de las cadenas laterales. Pero también puede estar previsto que las cadenas laterales de los aminoácidos de péptido que participan en la formación del puente estén unidos entre sí de forma covalente por medio de un distanciador o enlace, es decir una molécula de unión, por ejemplo un compuesto aminocarboxi, de amino o dicarboxi.
La agregación y la formación de amiloides causantes de la enfermedad tiene lugar por medio de una formación intermolecular \beta de hoja plegada entre las secuencias de péptidos amiloidógenos, para lo cual se precisa la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares y de interacciones hidrófobas entre las cadenas laterales de determinados restos de aminoácido. Esta estructura \beta de hoja plegada da lugar a un enlace no-covalente, primeramente entre dos cadenas de péptidos amiloidógenos y a continuación de varias de éstas, es decir moléculas \beta-AP, que a continuación forman unos agregados insolubles o estructuras amiloides.
El puente intramolecular previsto según la invención en \beta-AP, que presenta la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis, impide, sin estar ligado a la teoría, la transición entre una conformación \alpha-helicoidal desordenada o un estado no amiloidógeno en una estructura \beta de hoja plegada agregada o apta para la agregación. De acuerdo con la invención, mediante la introducción del puente intramolecular se consigue una restricción de conformación, es decir una estabilización de un determinado estado de conformación no amiloidógeno, por ejemplo \beta-Turn o \alpha-Helix. Los péptidos cíclicos conforme a la invención son, por lo tanto, en lo que se refiere a su estructura primaria, muy semejantes a las moléculas de tipo salvaje, como tipo salvaje \beta-AP, pero existen sin embargo fuertes diferencias en cuanto a la estructura secundaria entre estos péptidos y los péptidos nativos. La restricción de conformación de \beta-AP lograda de acuerdo con la invención en una conformación no apta para la agregación suministra por lo tanto moléculas no amiloidógenas, que actúan como inhibidores de agregación o inhibidores de la formación de amiloides, y que por lo tanto pueden actuar como agonistas solubles y sondas, por ejemplo de péptidos amiloides. Los péptidos cíclicos objeto de la invención se caracterizan porque por una parte enlazan específicamente no covalentes con la forma nativa, es decir la forma tipo salvaje, del péptido amiloide que constituye la base de su estructura, o bien se pueden asociar con ella estando así en condiciones de detectarla. Los péptidos objeto de la invención se caracterizan además porque ellos mismos no son amiloidógenos y al mismo tiempo, al enlazarse con la forma nativa del péptido, inhiben su asociación con otros péptidos nativos. En particular tiene lugar un enlace de los péptidos cíclicos objeto de la invención a formas solubles todavía no agregadas del péptido nativo o a monómeros y oligómeros no solubles del péptido nativo.
Los péptidos cíclicos objeto de la invención actúan por lo tanto como agonistas, sondas, e inhibidores de la formación de amiloides, que se pueden emplear para el diagnóstico y la terapia de enfermedades que entrañen la formación de amiloides. Además de esto, se pueden emplear como herramienta molecular para el análisis y la investigación de la amiloidogénesis así como para la investigación, desarrollo y preparación de productos de diagnóstico y terapéuticos referidos a la enfermedad de Alzheimer así como para la prevención de la enfermedad de Alzheimer también en forma de inyectables. Mediante la inhibición de la amiloidogénesis de los péptidos causantes de la enfermedad lograda por medio de la invención, se inhibe al mismo tiempo el efecto citotóxico de los agregados amiloides sobre las células de tejido, y se elimina otro importante agente causante de la enfermedad. Los péptidos cíclicos conforme a la invención se pueden preparar mediante una quimiosíntesis con gran pureza siguiendo los métodos usuales de la síntesis de los péptidos de fase sólida. Presentan una alta estabilidad biológica, en particular proteolítica, que se puede conseguir o incrementar aún más mediante la incorporación de aminoácidos no naturales y estructuras anulares. Los péptidos cíclicos objeto de la invención son fáciles de manejar, lo cual está basado entre otras cosas en su alto grado de solubilidad. Esto lo diferencia de la manejabilidad problemática de las moléculas nativas, es decir del \beta-AP nativo. Los péptidos cíclicos objeto de la invención presentan además, si es que lo presentan, sólo escasos efectos secundarios y antigenicidad al ser empleados como productos terapéuticos, ya que los inhibidores de la formación de amiloides objeto de la invención presentan una estructura primaria muy semejante a la de los péptidos nativos que aparecen en el cuerpo.
Con relación a la presente invención se entiende por péptido una molécula que presenta por lo menos dos aminoácidos unidos entre sí por un enlace de amida, por ejemplo un oligopéptido, un polipéptido o una proteína. El péptido puede ser un péptido que aparece de forma natural, una variante del mismo modificada químicamente o un péptido sintetizado de novo. El péptido puede presentar modificaciones, como por ejemplo glicosilizaciones u otras derivatizaciones tales como alquilizaciones, hidroxilizaciones, aminaciones o similares. El péptido puede estar modificado con respecto a la forma en que aparece en la naturaleza, es decir la forma nativa, es decir representar por ejemplo un equivalente estructural y/o funcional tal como un análogo de péptido o un domimético de péptido, donde estas modificaciones pueden consistir en inserciones de aminoácidos, sustitución de aminoácidos, inversión de aminoácidos, adición de aminoácidos y/o supresión de aminoácidos. El péptido puede contener también aminoácidos desacostumbrados y/o no naturales. Igualmente, los aminoácidos del péptido pueden estar presentes en configuración D o L.
En relación con la presente invención se entiende por un péptido que tenga la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis, un péptido que esté en condiciones de influir en péptidos que formen estructuras amiloides o semejantes a amiloides, en lo relativo a su capacidad de agregación para formar amiloides, en particular para fomentar la amiloidogénesis, iniciarla o inhibirla, por ejemplo reducirla o bloquearla. El fomento de la capacidad de agregación puede ser deseable para trabajos de investigación o para la localización selectiva, específica del tejido de amiloides en tejidos en los que no sean dañinos. Un péptido que tenga la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis se caracteriza especialmente porque este péptido está en condiciones de interaccionar con péptidos amiloidógenos de tal manera que se modifique su capacidad de agregación, en particular en lo referente a la tasa de agregación, es decir la velocidad de agregación y la magnitud o cantidad de agregados formados, en particular que ésta se inhiba. Esta variación de la capacidad de agregación de los péptidos amiloidógenos tiene lugar preferentemente mediante asociación o fijación, preferentemente mediante enlace no covalente, a la forma preferentemente soluble del péptido amiloidógeno o de un oligómero soluble del péptido amiloidógeno. En una forma de realización especialmente preferida, un efecto inhibidor de la presente invención es un efecto según el cual la fase lag de la agregación se prolonga por lo menos 1,5; 1,8; 2; 2,5; 3; 4; 5; 8; 10; 20; 40; 50 ó 100 veces con respecto a la fase lag presente en péptidos amiloidógenos que sólo aparezcan de forma natural. En otra forma de realización de la invención, existe un efecto inhibidor cuando el grado de agregación está disminuido en un 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ó 100% con respecto al grado de agregación existente en los péptidos amiloidógenos que aparecen de forma natural o en los agregados formados a partir de ellos.
En relación con la presente invención se entiende bajo el concepto de \beta-AP un péptido que tenga la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis, para lo cual éste presenta un puente intermolecular, y que respecto a la secuencia del tipo salvaje puede presentar una estructura primaria diferente, es decir una secuencia de aminoácido. Para determinar la modulación de la amiloidogénesis, de la tasa de agregación, del grado de agregación (cantidad total de agregación) y de la velocidad y capacidad de agregación, se pueden emplear procedimientos de ensayo generalmente conocidos tal como se describen por ejemplo en la patente US 5.854.204, que en relación con los procedimientos de ensayo allí descritos se incorporan en el contenido descriptivo de la presente doctrina.
Con relación a la presente invención se entienden bajo el concepto de "aminoácidos que participan en la formación de puentes" aquellos aminoácidos del péptido cuyas cadenas laterales presentan los grupos funcionales que están enlazados entre sí de forma directa o indirecta que da lugar a un enlace covalente que conduce al puente intramolecular. Los aminoácidos que participan en la formación del puente presentan por lo tanto cadenas laterales que comprenden grupos funcionales, que están enlazados respectivamente bien sea de forma directa con otros grupos funcionales de otra cadena lateral de otro aminoácido del péptido, o cuyo grupo funcional está enlazado por lo menos con una molécula distanciadora, que a su vez está enlazada con el grupo funcional de una cadena lateral de otro aminoácido del péptido que interviene en la formación del puente. Esta clase de grupos funcionales pueden ser, por ejemplo, grupos hidroxi, amino, carboxilo y/o tiol. Los aminoácidos que participan en la formación del puente pueden ser aminoácidos presentes de forma natural en esta posición en la secuencia nativa. De acuerdo con la invención cabe también la posibilidad de introducir en este punto, mediante sustituciones adecuadas de los aminoácidos de presencia nativa, aminoácidos que sustituyan a aminoácidos que no aparezcan de forma natural en este punto o que sean antinaturales o desacostumbrados, que se emplean para la formación del puente o participan en ésta. Naturalmente cabe también la posibilidad de que los aminoácidos que participan en la formación del puente se hayan intercalado adicionalmente en la secuencia de aminoácidos del \beta-AP, sin que se suprima un aminoácido de aparición natural. La introducción de aminoácidos que no aparezcan de forma natural en esta posición puede ofrecer la ventaja de que se introduzcan en esta posición de forma selectiva unos grupos funcionales específicos que permitan o faciliten la formación del puente. De acuerdo con la invención está previsto introducir en la secuencia de aminoácidos, concretamente como sustitución, como aminoácidos que participan en la formación del puente, Dab (Dab es 2,4-ácido diaminobutírico), Dap (Dap es 2,3 ácido diaminopropiónico), Ser, Asp, Glu, Cys, Lys y/o Orn.
En una realización ventajosa se prevé en la invención que los aminoácidos del péptido que participan en la formación del puente estén dispuestos en el péptido con una separación entre sí de i+3, i+4, i+5, i+6 o i+7.
En una forma de realización preferida de la presente invención se prevé enlazar entre sí las cadenas laterales de los aminoácidos del péptido que participan en la formación del puente, por medio de un distanciador, donde el distanciador está seleccionado de entre el grupo compuesto por X- (CH_{2})_{n}-Y siendo n = 1 a 6; y X/Y: NH_{2}/COOH o COOH/NH_{2} o NH_{2}/NH_{2} o COOH/COOH u OH/OH o SH/SH; o bien X es uno de NH_{2} o COOH u OH o SH e Y es uno entre COOH o NH_{2} o SH u OH. Naturalmente existe la posibilidad de emplear también otros distanciadores. Lo importante de acuerdo con la invención es que la naturaleza de X e Y, es decir de los grupos funcionales de las posiciones extremas del distanciador o del enlace esté adaptada de tal manera a los grupos funcionales de las cadenas laterales que se trata de enlazar que se pueda llegar a producir un enlace químico covalente, por ejemplo mediante el enlace de un grupo amino con un grupo carboxi o un grupo carboxi con un grupo hidroxilo o dos grupos hidroxilo o dos grupos SH.
En otra forma de realización preferida, los péptidos cíclicos de la presente invención pueden presentar otros grupos funcionales que no estén relacionados con la formación del puente, sino que sirvan por ejemplo para la inmovilización en vehículos, la interacción con otras moléculas, la detección o algo similar. Esta clase de grupos pueden ser grupos alquilo funcionalizados, grupos aromáticos, grupos glico, grupos lípidos, grupos cíclicos, heterocíclicos o policíclicos, grupos que contengan biotina, grupos que contengan avidina, grupos que contengan streptavidina o similares. Naturalmente se puede prever también fusionar el péptido de la presente invención con otros péptidos, polipéptidos o proteínas o fragmentos de éstos, por ejemplo con \beta-AP de tipo salvaje, derivados o fragmentos de éste.
Los péptidos objeto de la invención pueden presentar marcadores, por ejemplo enzimas, grupos prostéticos, materiales fluorescentes, materiales radioactivos o materiales luminiscentes.
Como enzima se puede emplear por ejemplo la peroxidasa de rábano rusticano, la fosfatasa alcalina, la \beta-galactosidasa o la acetilcolinesterasa. Como grupos prostéticos se pueden emplear, por ejemplo, estreptavidina/biotina, avidina, biotina y como materiales fluorescentes umbelliferona, fluoresceína, isotiocianato de floresceína, rodamina, diclorotriacinilaminfluoresceína, dansilcloruro o ficoeritrina. Como materiales radioactivos se pueden emplear por ejemplo ^{14}C, ^{123}I, ^{124}I, ^{125}I, ^{131}I, ^{99m}Tc, ^{35}S o ^{3}H.
Las numeraciones de aminoácidos utilizados en la presente doctrina y las posiciones se refieren a la secuencia del \beta-AP de tipo salvaje, tal como se describe en la tabla 1 de Hilbich et al. (J. Mol. Biol. 228 (1992), 460-473). El contenido descriptivo de esta publicación se incluye en el contenido descriptivo de la presente doctrina en lo referente a la secuencia de los aminoácidos de \beta-AP y su preparación, en todo su contenido, dejando claro que dentro del contexto objeto de la invención se solicita protección para ello. La numeración conforme a la presente doctrina se efectúa siempre desde el término N al término C.
En otra forma de realización especialmente preferida de la presente invención, según la cual el péptido original, es decir el péptido de la cepa es \beta-AP, los aminoácidos que de acuerdo con la invención participan en la formación del puente se encuentran dentro de la gama de las posiciones 15 a 24 del \beta-AP. Según otra configuración preferida de esta forma de realización que se basa en el péptido original \beta-AP, el \beta-AP presenta 1 a 28 (\beta-AP 1-28 o \beta-AP128), 1 a 40 (\beta-AP 1-40 o \beta-AP140), 1 a 42 (\beta-AP 1-42 o \beta-AP142) o 1 a 43 (\beta-AP 1-43 o \beta-AP143) aminoácidos. En otra forma de realización preferida de la presente invención los aminoácidos del \beta-AP que participan en la formación del puente son los aminoácidos introducidos de forma natural o introducidos allí, por ejemplo, como sustitución, por ejemplo lisina o ácido asparagínico, por ejemplo en las posiciones 17 y 21.
En una forma de realización especialmente preferida de la presente invención, la invención se refiere al péptido cíclico ciclo^{17,21}[Lys^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 28) (abreviado como: c\beta-AP 128 o c\beta-AP (1 a 28)). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 2.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Lys^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 40) (abreviado como: c\beta-AP 140). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 3.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Lys^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 42) (abreviado como: c\beta-AP 142). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 4.
En una forma de realización especialmente preferida de la presente invención, la invención se refiere al péptido cíclico ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Lys^{21}], \beta-AP (1 a 28). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 5.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Lys^{21}], \beta-AP (1 a 40). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 6.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Lys^{21}], \beta-AP (1 a 42). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 7.
En una forma de realización especialmente preferida de la presente invención, la invención se refiere al péptido cíclico ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Orn^{21}], \beta-AP (1 a 28) (Orn: Ornitina). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 8.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Orn^{21}], \beta-AP (1 a 40). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 9.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Orn^{21}], \beta-AP (1 a 42). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 10.
En una forma de realización especialmente preferida de la presente invención, la invención se refiere al péptido cíclico ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Dab^{21}], \beta-AP (1 a 28) (Dab: ácido 2,4-diaminobutírico). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 11.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Dab^{21}], \beta-AP (1 a 40). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 12.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Asp^{17}, Dab^{21}], \beta-AP (1 a 42). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 13.
En una forma de realización especialmente preferida de la presente invención, la invención se refiere al péptido cíclico ciclo^{17,21}[Orn^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 28). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 14.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Orn^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 40). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 15.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Orn^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 42). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 16.
En una forma de realización especialmente preferida de la presente invención, la invención se refiere al péptido cíclico ciclo^{17,21}[Dab^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 28). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 17.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Dab^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 40). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 18.
En otra forma de realización preferida, el péptido cíclico es ciclo^{17,21}[Dab^{17}, Asp^{21}], \beta-AP (1 a 42). La secuencia de aminoácidos está representada en SEQ ID nº 19.
La invención se refiere también a anticuerpos, en particular anticuerpos monoclonales o policlonales, que reconocen específicamente los péptidos cíclicos de la invención y se pueden enlazar con éstos. Los anticuerpos pueden estar modificados en la forma usual, por ejemplo marcados. También pueden estar presentes fijados de forma inmovilizada sobre un vehículo o en bolitas.
La invención también prevé procedimientos mediante los cuales se pueden utilizar los péptidos conforme a la invención como antígenos para la inmunización de organismos humanos o animales, y obtener los anticuerpos formados. La invención se refiere por lo tanto también a procedimientos para la obtención de anticuerpos monoclonales y policlonales, donde los péptidos conforme a la invención se emplean como antígenos, en particular se administran a organismos humanos o animales, y donde las células obtenidas que forman anticuerpos después de la inmunización o las células que forman anticuerpos, por ejemplo las células del bazo, se obtienen para la preparación de células hibridomas que forman anticuerpos monoclonales. La invención se refiere por lo tanto también al empleo de los péptidos conforme a la invención para la obtención de anticuerpos monoclonales o policlonales mediante procedimientos de por sí conocidos, pudiendo tratarse también de procesos recombinantes, a saber, por ejemplo, de la preparación de anticuerpos en E. coli. Los anticuerpos obtenidos, que pueden ser por lo tanto también anticuerpos humanizados o humanos, se pueden emplear con fines de investigación, por ejemplo como herramientas de investigación, con fines terapéuticos o diagnósticos, en particular para el diagnóstico y la terapia de la enfermedad de Alzheimer. Los anticuerpos policlonales o monoclonales conforme a la invención pueden servir, por ejemplo, para el análisis de la evolución de la enfermedad de pacientes tratados por ejemplo con los péptidos conforme a la invención, o para el aislamiento y la identificación de otros péptidos con actividad terapéutica. Los péptidos conforme a la invención resultan especialmente ventajosos en comparación con los análogos difícilmente solubles que aparecen nativos, dentro del marco de su empleo como inmunógeno para la preparación de anticuerpos para fines diagnósticos y terapéuticos, debido a su manejabilidad considerablemente mejorada. Los anticuerpos preparados de este modo pueden reconocer en una forma de realización específicamente los péptidos conforme a la invención, y en otra forma de realización también el tipo salvaje \beta-AP que existe nativo, eventualmente en forma agregada, de manera que los anticuerpos conforme a la invención se pueden emplear por ejemplo para el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer. La invención se refiere también a procedimientos para la inmunización de organismos humanos o animales, en cuyo caso los péptidos conforme a la invención se aplican a organismos humanos o animales y se obtiene una inmunización frente a \beta-AP o sus derivados.
Los péptidos conforme a la invención se pueden sintetizar químicamente y/o modificar en la forma usual. También se pueden preparar mediante técnicas de ADN recombinantes o se pueden aislar y modificar a partir de fuentes naturales.
La invención se refiere también a composiciones farmacéuticas que contengan un péptido cíclico antes citado en una cantidad farmacéuticamente activa y un vehículo farmacéuticamente aceptable. En una forma de realización de la presente invención, la composición farmacéutica contiene por lo menos un péptido cíclico de la presente invención en una cantidad profiláctica o terapéuticamente activa, que sea suficiente para inhibir la agregación, en particular la tasa de agregación y/o la cantidad de agregados formados de péptidos amiloides nativos. En otra forma de realización de la presente invención, la composición farmacéutica de la presente invención presenta por lo menos un péptido cíclico de la presente invención en una cantidad profiláctica o terapéuticamente activa, que sea suficiente para modificar el efecto neurotóxico de los péptidos amiloides que aparecen de forma natural, o de sus agregados, en particular de inhibirlos. La cantidad farmacéuticamente activa depende de diversos factores, tales como el estado de la enfermedad, la estatura del paciente, el peso del paciente, la cantidad de péptido amiloide endógeno presente, etc.
Son vehículos farmacéuticamente compatibles por ejemplo, los disolventes, dispersantes, recubrimientos, productos de relleno, agentes antibacterianos y antifungales, agentes isotónicos, etc. Eventualmente se pueden añadir otros aditivos tales como colorantes, sustancias para el sabor, emulgentes, aglutinantes, agentes separadores, etc.
En otra forma de realización de la presente invención puede estar previsto administrar la composición farmacéutica por vía intravenosa, oral, intraperitoneal, intraespinal, intracerebral o intramuscular. Se puede prever administrar la composición en forma de una solución acuosa estéril o de dispersión o de un polvo.
Eventualmente se puede prever también emplear en la composición farmacéutica otras sustancias médicamente activas junto con el péptido cíclico de la presente invención. Puede estar previsto emplear otras sustancias en la composición farmacéutica que sirvan por ejemplo para el transporte en el organismo de destino, por ejemplo a través de la barrera sangre-cerebro.
En otra forma de realización preferida de la presente invención, ésta se refiere a composiciones de diagnóstico que contengan por lo menos un péptido cíclico de la presente invención, que esté provisto preferentemente de un marcador de detección. Un marcador de detección de esta clase puede ser un marcador radioactivo, como por ejemplo yodo o tecnecio radioactivo. El marcador de detección sin embargo también puede ser un marcador fluorescente, luminiscente o el marcador de enzima o, o un Spin-Label.
En otra forma de realización preferida, la invención se refiere a un procedimiento para la demostración, en particular para la separación, búsqueda o detección de péptidos amiloidógenos, en particular \beta-AP o derivados de éste, de oligómeros de péptidos amiloidógenos o agregados de péptidos amiloidógenos así como de anticuerpos contra los llamados materiales en una muestra biológica en un organismo animal o humano, donde se pone en contacto por lo menos un péptido cíclico de la presente invención, provisto preferentemente de un marcador de detección o un anticuerpo de la presente invención provisto de un marcador de detección como sonda con una muestra que se trata de investigar, preferentemente en un líquido, y se demuestra una asociación del péptido con péptidos amiloidógenos, oligómeros de éstos, agregados de éstos o anticuerpos contrarios de forma cualitativa y/o cuantitativa. En una forma de realización de la presente invención, este procedimiento puede realizarse in vitro y en otra forma de realización, in vivo. El concepto de "poner en contacto" abarca por lo tanto la incubación del péptido cíclico con una muestra in vitro o la introducción de péptido cíclico en un lugar in vivo, donde esté presente por ejemplo un péptido amiloide natural o sus agregados. Naturalmente está también previsto realizar este procedimiento en presencia de por lo menos otra sustancia de ensayo, por ejemplo de \beta-AP nativo, de otras variantes de péptido, de productos farmacéuticos potenciales, productos de diagnóstico potenciales o sustancias marcadoras en forma de, por ejemplo, procedimientos de ensayo competitivos, donde se demuestra el efecto de esta otra sustancia de ensayo sobre el comportamiento de agregación de \beta-AP natural y/o de los péptidos conforme a la invención.
De acuerdo con la invención puede estar previsto emplear los péptidos cíclicos en forma inmovilizada. Así se puede prever de modo preferente el dotar al péptido cíclico de otros grupos funcionales que permitan la inmovilización en vehículos fijos. La inmovilización puede efectuarse, por ejemplo, en la aplicación del péptido según la invención en procedimientos de ensayo, de separación y de análisis basados en anticuerpos, por ejemplo para la identificación de \beta-AP o de anticuerpos específicos de derivados de \beta-AP. La inmovilización puede emplearse también en procedimientos preparativos de investigación y terapia tal como para matrices de afinidad para la combinación, aislamiento y desenriquecimiento de amiloides de diversos líquidos.
La invención también se refiere al empleo de por lo menos un péptido cíclico de la presente invención para la preparación de un medicamento para el tratamiento de enfermedades caracterizadas por la formación de amiloides, es decir amiloidosis, en particular amiloidosis primarias, secundarias, hereditarias y/o aisladas, tales como la enfermedad de Alzheimer, en particular una enfermedad de Alzheimer esporádica o ligada a la familia.
La invención se refiere por lo tanto también a procedimientos para diagnóstico y/o terapia, por ejemplo profilaxis de amiloidosis, de acuerdo con la cual se aplica por lo menos un péptido cíclico de la presente invención a un cuerpo humano o animal o a un elemento aislado del mismo, en una cantidad efectiva a nivel farmacéutico o de diagnóstico, y en el caso de empleo en diagnóstico, que se demuestra un enlace con estructuras amiloides.
La invención se refiere también a procedimientos para modificar la agregación de péptidos amiloidógenos, o números o agregados de éstos o para la inhibición de la fototoxicidad de péptidos amiloidógenos, oligómeros o agregados de los mismos, donde los péptidos de la presente invención se ponen en contacto in vivo o in vitro con los péptidos amiloidógenos, oligómeros o agregados de los mismos, y se modifica el comportamiento de agregación de los péptidos amiloidógenos, oligómeros o agregados de éstos, en particular se reduce o se inhibe la agregación. Una amiloidosos en el sentido de la presente invención es en particular la enfermedad de Alzheimer.
La invención se refiere en particular a un procedimiento para la modificación, preferentemente impedimento de la formación de agregados de \beta-AP amiloide contenido en un líquido, donde se pone en contacto con el líquido y se incuba un péptido de la presente invención. Este procedimiento puede servir también para el desenriquecimiento o eliminación de amiloides de líquidos, por ejemplo de fluidos corporales.
La presente invención también se refiere a kits que comprenden los péptidos cíclicos objeto de la invención y/o los anticuerpos monoclonales o policlonales dirigidos contra ellos, donde estos agentes eventualmente pueden estar marcados.
Otras realizaciones ventajosas de la invención se deducen de las subreivindicaciones.
\newpage
La invención se describe a continuación con mayor detalle sirviéndose de los ejemplos, del protocolo de secuencia y de las figuras correspondientes.
Las figuras 1 y 2 muestran tomas con microscopía electrónica del comportamiento de fibrilación de c\beta-AP128 (1A), \beta-AP (1-28) (1B), [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28) (péptido de control lineal) (1C) así como \beta-AP (1-28) (2A) y una mezcla 1:1 de \beta-AP (1-28) y c\beta-AP128 (2B).
La figura 3 muestra esquemáticamente la estructura de un péptido conforme a la invención que presenta un puente intramolecular, así como de los péptidos de control lineales. El protocolo de secuencias que forma parte de la siguiente doctrina muestra:
SEQ ID Nº 1, la secuencia de aminoácidos de tipo salvaje de \beta-AP (1-43),
SEQ ID Nº 2-19, las secuencias de aminoácidos conforme a la invención, donde existe una formación de puente intramolecular respectivamente entre las cadenas laterales de los aminoácidos 17 y 21.
Ejemplo 1 Preparación, depuración y caracterización de c\beta-AP128 y control-\beta-AP (1-28)
Los péptidos se prepararon siguiendo los métodos usuales de la síntesis de péptido de fase sólida empleando la estrategia de síntesis Boc/Bzl en resina PAM (Barany, G., Kneib-Cordonier, N. & Mullen, D.G. (1987) J. Pept. Res. 30, 705-739), se separaron de la resina mediante HF/anisol (10:1) y se depuraron a través de una columna C18 mediante HPLC preparativo (Kapurniotu & Taylor, (1995) J. Med. Chem. 38, 836-847). Para la síntesis de c\beta-AP128 se protegieron las cadenas laterales de Lys^{17} y Asp^{21} mediante los grupos protectores Fmoc o fluorenilmetilester (OFm), que a continuación se separaron selectivamente mediante 20% de piperidina/DMF antes de formar el puente de lactamo (Kapurniotu & Taylor, J. Med. Chem. 38, 836-847 (1995)). La formación cíclica de cadena lateral a cadena lateral se realizó mediante benzotriazol-1-iloxi-tris- (dimetilamino) fosfonio-hexafluorofosfato (BOP) y se comprobó su integridad mediante el ensayo cesáreo (Kapurniotu & Taylor (1995) J. Med. Chem. 38, 836-847). Para obtener una relación de ciclización total se realizó la reacción de ciclización con mezclas de DMF, NMP y DMSO 4 veces (la duración de una ciclización fue de unas 20 horas). Las masas de los productos depurados mediante HPLC se determinaron mediante MALDI-MS y se verificó su pureza mediante HPLC analítica.
Ejemplo 2 C\betaAP128: Agregación, ensayo de la formación de fibrilos, ensayo del efecto inhibidor sobre la agregación de \beta-AP (1-28) Propiedades físicas-químicas de c\beta-AP (1-28) y ensayo de la formación de fibrilos
Las propiedades físico-químicas de c\beta-AP se investigaron mediante FT-IR (espectroscopia infrarroja transformada de Fourier) y CD (espectropolarimetría de dicroismo circular). Se emplearon EM (microscopía electrónica) y AFM (microscopía reticular potente), para ensayar las propiedades de los fibrilos de c\beta-AP128. Para los estudios con EM se incubaron primeramente 450 \mum de soluciones de c\beta-AP128 o \beta-AP (1-28) o [Lys^{17}, Asp^{21}] en 19 mM de tampón de fosfato, 150 mM de NaCl y 30% de acetonitrilo, pH 5,5, durante varios días y se investigó la formación de fibrilos. Estos estudios mostraron que las soluciones altamente concentradas de c\beta-AP128 no forman fibrilos durante muchos días (más de 30) (Figura 1A); esto está en contraposición con los péptidos de control \beta-AP (1-28) (secuencia de aparición nativa) y [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28) (péptido de control lineal), que después de tres días de incubación están totalmente fibrilados (Fig. 1B, 1C).
La FT-IR de las soluciones/suspensiones anteriores mostró que la formación de puentes introducida en c\beta-AP128 inhibe la conformación de hoja plegada \beta que adoptan el \betaAP nativo y el péptido de control [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28) después del envejecimiento, y por lo tanto inhibe la agregación y formación de fibrilos.
La figura 3 muestra en A) la secuencia nativa de aminoácidos del fragmento de \beta-AP, \beta-AP (1-28). Están destacadas las posiciones 17 a 20 para mostrar su importante papel durante la asociación y formación de fibrilos. En la parte superior de la figura 3B se representa esquemáticamente la estructura del derivado de \beta-AP (1-28) conforme a la invención, ciclo^{17, 21} [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28), abreviado como ciclo-\beta-AP (1-28) o designado como c\beta-AP128, con el puente intramolecular entre las cadenas laterales de Lys^{17} y Asp^{21}, en particular del grupo \varepsilon-amino de Lys y del grupo \beta-carboxilo de Asp. En este ejemplo se trata por lo tanto de un puente intramolecular, donde las cadenas laterales de los aminoácidos se enlazan covalentes en las posiciones 17 y 21 mediante un enlace de lactamo, sin intercalar un enlace o distanciador. En la parte inferior de la figura 3B está representado el péptido de control, control-\beta-AP (1-28), es decir [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28). La figura muestra claramente y mediante la sustitución de la leucina en la posición 17 por lisina y de la alanina en la posición 21 por ácido asparagino, que se obtienen análogos que se diferencian del péptido nativo \beta-AP (1-28), y que mediante el enlace covalente de las cadenas laterales de estos sustituyentes, es decir por los puentes de lactamo introducidos entre el grupo \varepsilon-amino y el grupo \beta-carboxi, dan lugar a la estructura conforme a la invención.
Ejemplo 3 Inhibición de la agregación y formación de fibrilos de \beta-AP (1-28) o [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28) mediante c\beta-AP128
La influencia de c\beta-AP128 sobre la formación y agregación de fibrilos de \beta-AP (1-28) se ensayó mediante CD y EM. Una solución de 450 \mum \beta-AP (1-28) y c\beta-AP128 en 10 mM de tampón de fosfato, 150 mM de NaCl y 30% de acetonitrilo, pH 5,5, se incubó durante varios días, y se ensayó la formación de fibrilos mediante EM (Fig. 2A y 2B): CD no mostró ninguna alteración de los espectros CD a lo largo de un mes en estas mezclas, a pesar de que \beta-AP por sí solo o [Lys^{17}, Asp^{21}] \beta-AP (1-28) habían formado hojas plegadas \beta en menos de 10 horas, y precipitaron a continuación como amiloide insoluble.
<110> Fraunhofer Ges. zur Förd. der angewandten...
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<120> Análogos cíclicos solubles ...
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<130> 16069
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<140>
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<141>
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<160>
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<170> PatentIn Ver. 2.1
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<210> 1
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<213> Homo sapiens
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<221> PÉPTIDO
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<222> (17) ... (21)
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<223> Las cadenas laterales de los aminoácidos en las posiciones 17 y 21 están unidas entre sí a través de un puente intramolecular.
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<222> (17) ... (21)
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<223> Las cadenas laterales de los aminoácidos en las posiciones 17 y 21 están unidas entre sí a través de un puente intramolecular.
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<223> Las cadenas laterales de los aminoácidos en las posiciones 17 y 21 están unidas entre sí a través de un puente intramolecular.
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Claims (16)

1. Péptido que presenta la actividad biológica de un modulador de la amiloidogénesis con una secuencia de aminoácidos, seleccionado de entre el grupo de las secuencias compuestas de SEQ ID nº 2 a SEQ ID nº 19, donde el péptido presenta por lo menos un puente intramolecular que se forma por enlace covalente entre las cadenas laterales de por lo menos los aminoácidos en las posiciones 17 y 21 del péptido.
2. Péptido según la reivindicación 1, donde el modulador es un inhibidor.
3. Péptido según una de las reivindicaciones anteriores, donde las cadenas laterales de los aminoácidos del péptido que participan en la formación del puente están unidas entre sí de modo covalente bien de forma directa o a través de una molécula de unión.
4. Péptido según una de las reivindicaciones anteriores, donde la molécula de unión es un compuesto aminocarboxi, diamino o dicarboxi.
5. Péptido según una de las reivindicaciones anteriores, donde el péptido presenta por lo menos un grupo funcional adicional seleccionado de entre el grupo compuesto por grupo alquilo, grupo alquilo funcionalizado, grupo aromático, oligopéptidos, polipéptidos, grupo glico y grupo lípido.
6. Péptido según una de las reivindicaciones anteriores, donde el péptido está inmovilizado en un vehículo.
7. Anticuerpo que reconoce específicamente un péptido según una de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Anticuerpo según la reivindicación 7 que es un anticuerpo monoclonal o policlonal.
9. Composición farmacéutica que contiene un péptido según una de las reivindicaciones 1 a 6 y un vehículo farmacéuticamente compatible.
10. Composición de diagnóstico que contiene un péptido dotado de un marcador de detección según una de las reivindicaciones 1 a 6 o un anticuerpo según las reivindicaciones 7 ú 8.
11. Composición de diagnóstico según la reivindicación 10, donde el marcador de detección es un marcador radioactivo, un marcador fluorescente, un marcador de enzima, un marcador luminiscente o una spin-label.
12. Procedimiento para la demostración cualitativa y/o cuantitativa de \beta-AP amiloidógeno o sus agregados, donde un péptido dotado de un marcador de detección según una de las reivindicaciones 1 a 6 o un anticuerpo dotado de un marcador de detección según una de las reivindicaciones 7 u 8 se pone en contacto como sonda con una muestra que se trata de investigar, y se demuestra un enlace del péptido con péptidos \beta-AP amiloidógenos eventualmente presentes, o sus agregados.
13. Procedimiento in vitro para la modificación, en particular para impedir la formación de agregados de \beta-AP amiloidógeno contenido en un fluido, donde un péptido según una de las reivindicaciones 1 a 6 se pone en contacto con el fluido y se incuba.
14. Utilización de un péptido según una de las reivindicaciones 1 a 6 y/o de un anticuerpo según una de las reivindicaciones 7 u 8 para la preparación de un medicamento para la profilaxis y/o tratamiento de amiloidosis, en particular de la enfermedad de Alzheimer.
15. Utilización de un péptido según una de las reivindicaciones 1 a 6 como inmunógeno mejorado manipulable para la preparación de anticuerpos con fines de diagnóstico, terapéuticos o de investigación.
16. Procedimiento in vitro según la reivindicación 13 para el desenriquecimiento preparativo de amiloides de fluidos, particular de fluidos corporales.
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