ES2273693T3 - Nutraceuticos basados en proteina de soja. - Google Patents
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Abstract
Uso de un polipéptido de lunasina que comprende la secuencia de aminoácidos de ID SEC Nº: 1 o un fragmento activo de la misma que comprenda al menos el motivo Arg-Gly-Asp seguido por al menos un motivo hexa-Asp/Glu en la fabricación de una formulación para la quimioprevención del cáncer en el que dicha formulación comprenda al menos el 50% en peso de polipéptido de dicho polipéptido lunasina y menos del 10% en peso de polipéptido del polipéptido Inhibidor Bowman-Birk.
Description
Nutracéuticos basados en proteína de soja.
El campo de la invención son proteínas de soja
que tienen efectos quimiopreventivos.
El concepto de que los factores dietéticos
desempeñan un papel importante en la etiología de diferentes tipos
de cáncer está bien fundamentado por datos epidemiológicos (World
Cancer Fund, 1997). Por ejemplo, existen muchas evidencias que
sugieren que las dietas que contienen grandes cantidades de
productos derivados de la soja están asociadas a bajas tasas
generales de mortalidad por cáncer, particularmente por cáncer de
colon, de mama y de próstata, lo que ha impulsado la identificación
de los compuestos específicos de la soja que pudieran ser
responsables de los efectos preventivos del cáncer (Messina y
Barnes, 1991; Kennedy, 1995).
Se ha demostrado que un inhibidor de proteasa
derivado de la soja, el inhibidor Bowman-Birk (IBB),
es particularmente eficaz como agente quimiopreventivo (Kennedy,
1998). El IBB ha sido caracterizado como una proteína de 8 kDa, con
una secuencia y estructura definidas (revisado por Birk, 1985); sin
embargo, la mayoría de los estudios en los que se demuestra la
eficacia del IBB han usado BBIC, un extracto de soja enriquecido en
IBB. El BBIC es altamente eficaz para suprimir la carcinogénesis
(1) inducida por diversos carcinógenos, (2) en tres diferentes
sistemas de modelo animal (ratas, ratones y hámsters) y en sistemas
de transformación in vitro (Kennedy y col., 1993), (3) en
varios tejidos/órganos (colon, hígado, pulmón, esófago y epitelio
bucal, (4) cuando se lo administra a animales por diferentes vías
(i.p., i.v., tópica, dietética), (5) que incluye diferentes tipos
de tumores (carcinomas de células escamosas, adenocarcinomas,
angiosarcomas, etc, (6) en diferentes tipos celulares (células
epiteliales en el hígado, colon, pulmón, esófago y mucosa del
interior de la mejilla así como también en células del tejido
conjuntivo (fibroblastos, tanto in vitro como en el hígado)
que originan angiosarcomas. Por lo tanto, la capacidad
quimiopreventiva del BBIC ha quedado demostrada en diversos
sistemas de ensayo de carcinogénesis, logrando la condición de
Nuevo Fármaco de Investigación en la FDA en 1992 (IND nº. 34671),
actualmente en la etapa de ensayos clínicos en humanos.
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La invención proporciona el use de un
polipéptido de lunasina en la fabricación de formulaciones para
suministrar cantidades eficaces de lunasina como nutracéutico. En
particular, la invención proporciona el uso de un polipéptido de
lunasina que comprende la secuencia de aminoácidos ID SEC Nº: 1 o
un segmento activo del mismo, que comprenda al menos el motivo
Arg-Gly-Asp; seguido por al menos
un motivo hexa-Asp/Glu para la fabricación de una
formulación quimiopreventiva para el cáncer, en la que dicha
formulación comprende al menos 50% en peso de polipéptido de dicho
polipéptido de lunasina y menos de 10% en peso de polipéptido del
polipéptido Inhibidor Bowman-Birk. En otras
realizaciones, la composición comprende preferentemente al menos
70%, con mayor preferencia al menos 98%, y con máxima preferencia
100% en peso de polipéptido del polipéptido de lunasina; y menos
del 2%, preferentemente menos del 0,5%, con mayor preferencia menos
del 0,1% y con máxima preferencia 0% en peso de polipéptido del
polipéptido Inhibidor Bowman-Birk. Las
formulaciones pueden ser suministradas o administradas por uno
cualquiera de una gran variedad de procedimientos de administración
conveniente, bien conocidos en la técnica, (ver, por ejemplo
Goodman y Gilman, The Pharmacological Basis of Therapeutics, Novena
Edición) incluyendo ingestión oral, contacto tópico por la piel
utilizando técnicas bien conocidas de administración dérmica, por
introducción en los líquidos fisiológicos como sangre, líquido
sinovial, líquido intersticial, etc.
En otras realizaciones, la formulación es
para:
- administración oral de un polipéptido de
lunasina
- administración tópica de un polipéptido de
lunasina por el contacto de la piel con dicha formulación; o
- introducción de dicha formulación en los
líquidos fisiológicos para administrar un polipéptido de
lunasina.
Los procedimientos para producir dichas
formulaciones por medio de la purificación de polipéptidos de
lunasina al nivel de pureza requerido y combinando dichos
polipéptidos de lunasina con un excipiente farmacéuticamente
aceptable en una unidad de dosificación activa por vía oral también
se desvelan en este documento. El material de origen de la lunasina
puede ser semillas de soja, un sistema recombinante de expresión
del polipéptido lunasina, lunasina producida sintéticamente o un
extracto o fracción de la misma. Los excipientes y las
dosificaciones adecuados pueden ser fácilmente determinados
empíricamente tomando como referencia los datos existentes sobre
BBIC.
Las siguientes descripciones de realizaciones
particulares y ejemplos se ofrecen a modo de ilustración y no como
limitación. A menos que se indique lo contrario o se manifieste de
otro modo, en estas descripciones y a lo largo de esta memoria
descriptiva, los términos "un"/"una" significan uno o
más, el término "o" significa y/o y las secuencias de
polinucleótidos se entiende que incluyen hebras opuestas, así como
también "esqueletos" alternativos que se describen en este
documento.
Se ha demostrado que una pequeña subunidad
peptídica de una albúmina 2S aislada de semilla de soja, a la que
se ha denominado lunasina, tiene actividad antimitótica cuando se
expresa en células de mamífero (Galvez AF y de Lumen BO, 1999 y
USSN 08/938.675). A diferencia de otros agentes antimitóticos que
alteran la función microtubular, se ha demostrado que cuando el gen
de lunasina es transfectado y expresado dentro de la célula, la
lunasina se une preferentemente a cromatina hipoacetilada en las
células transfectadas con lunasina, lo que conduce al
desplazamiento de las proteínas del cinetocoro durante la
mitosis.
El polipéptido de lunasina también contiene un
motivo RGD funcional (Arg-Gly-Asp).
Cuando se aplica exógenamente a cultivos de células de mamíferos,
la lunasina se une a las integrinas de la membrana celular por el
tripéptido RGD y subsecuentemente entra al citoplasma por
translocación de membrana. Las cantidades relativamente pequeñas de
lunasina que entran al núcleo por difusión pasiva y en la
prometafase (cuando se produce la desintegración de la membrana
nuclear) son suficientes para unirse de manera eficaz a regiones de
cromatina hipoacetilada. Sin embargo, a diferencia de las células
transfectadas con lunasina, que expresan grandes cantidades
de lunasina de manera constitutiva, la lunasina internalizada no
parece afectar el ensamblaje del cinetocoro, ya que las células
experimentan mitosis normales. En cambio, la lunasina inhibe la
transformación de células fibroblásticas embrionarias normales en
tumores cancerosos por agentes carcinogénicos. La afinidad de
unión de lunasina a las regiones de nucleosomas deacetilados es
consistente con un papel anticarcinogénico de la lunasina como
supresor sustituto de tumores, evitando la acetilación de la
cromatina y la activación de oncogenes en células con genes mutados
supresores de tumores. La propiedad de adherencia celular de la
lunasina también confiere un beneficio adicional, al evitar la
diseminación del cáncer por unión competitiva a las integrinas de
membrana requeridas por las células metastásicas para el
acoplamiento a la matriz extracelular y para la proliferación.
También se ha demostrado que el inhibidor de
proteasa Inhibidor Bowman-Birk (BBIC), derivado de
soja, que se ha comprobado que es un quimioprotector contra
diferentes tipos de cáncer en modelos animales in vitro e
in vivo, contiene lunasina como componente principal. De
hecho, la eliminación de la lunasina del BBIC por inmunoextracción
redujo significativamente la capacidad del BBIC para inhibir la
transformación mediada por carcinógeno de las células C3H. Además,
usando cantidades equimolares, se demostró que la lunasina es más
eficaz que el BBIC en la prevención de la formación de tumores
inducidos por carcinógeno. Estos hallazgos indican que la lunasina
es un (si no es "el") componente anticarcinógeno activo del
BBIC.
De acuerdo a esto, según se usa en este
documento, el término lunasina se refiere a compuestos que
comprenden el polipéptido natural lunasina de la soja
(coincidentemente purificada y secuenciada por Odani y col., 1987
(Ser Lys Trp Gln His Gln Gln Asp Ser Cys Arg Lys Gln Leu Gln Gly
Val Asn Leu Thr Pro Cys Glu Lys His Ile Met Glu Lys Ile Gln Gly Arg
Gly Asp Asp Asp Asp Asp Asp Asp Asp Asp, ID SEC Nº: 1) y los
segmentos activos de dicha secuencia que comprenden por lo menos el
motivo Arg-Gly-Asp seguido al menos
por un motivo hexa-Asp/Glu. Los polipéptidos de
lunasina preferidos comprenden los restos 33-43, de
preferencia 21-43, más preferentemente
10-43, y con la máxima preferencia
1-43 de la ID SEC Nº: 1. Los compuestos ejemplares
lunasina-del (usando nuevamente la nomenclatura
convencional N\rightarrowC) que han demostrado ser eficaces para
inhibir la carcinogénesis en modelos animales e in vitro,
incluyen:
- lunasina-del-1: fusión de MRG - restos 32-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-2: fusión de \alpha-tubulina - restos 32-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-3: fusión de \beta-tubulina - restos 27-42 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-4: fusión de MAP2 - restos 5-43 de ID SEC Nº: 2
- lunasina-del-5: fusión de Mapmodulina - restos 32-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-6: fusión de GFP - restos 32-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-7: fusión de MAP4 - restos 23-42 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-8: fusión de FLAGG - restos 9-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-9: fusión de CICLINA A - restos 32-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-10: fusión de CICLINA B1 - restos 32-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-11: fusión de CICLINA B2 - restos 19-42 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-12: fusión de CICLINA B3 - restos 13-43 de ID SEC Nº: 1
- lunasina-del-13: fusión de SH2 - octa-aspartato
- lunasina-del-14: fusión de SH3 - octa-aspartato
- lunasina-del-15: fusión de ID SEC Nº: 1, restos 27-34-MRG-octa-aspartato
- lunasina-del-16: fusión de ID SEC Nº: 1, restos 27-34 - ID SEC Nº: 1, restos 27-34 - octa-aspartato
- lunasina-del-17: fusión de MRG-tetra-aspartato-tetra glutamato.
El Péptido Lunasina Inhibe la Transformación
Mediada por Carcinógeno de Células Fibroblásticas de Ratón C3H
10T1/2 en Células Tumorales. Los experimentos realizados usando el
mismo ensayo de transformación in vitro que se usó para
determinar la propiedad quimiopreventiva del BBIC demostraron que
el agregado exógeno del péptido lunasina a concentraciones tan
bajas como 10 nM (10 nM a 10 mM) inhibe la transformación de
células fibroblásticas normales de embrión de ratón (C3H 10T1/2) en
focos tumorales por agentes carcinogénicos, MCA
(3-metilcolantreno) y DMBA
(7,12-dimetilbenceno[a] antraceno). La
deleción del extremo ácido carboxilo
(lunasina-del-C) y el motivo RGD de
adherencia celular (lunasina-GRG) elimina el efecto
inhibitorio, indicando que estos dominios son esenciales.
La lunasina es un Componente Principal del
Inhibidor de Proteasa Bowman-Birk (BBIC) de Soja,
una Conocida Sustancia Preventiva del Cáncer. Los inhibidores de
proteasa, a diferencia de otras potenciales clases de preventivos
del cáncer estudiados, tienen varias características que se ha
demostrado son válidas también para la lunasina. La diferencia más
extraordinaria es su capacidad para alterar la carcinogénesis de
una manera irreversible. Cuando se detiene la administración de
BBIC ya sea en experimentos in vitro o in vivo, las
células o los tumores malignos no aparecen en los sistemas de
ensayo usados (Kennedy, 1994). Por el contrario, los agentes
quimiopreventivos como la vitamina E, el b-caroteno
y los retinoides tienen un efecto reversible en los sistemas in
vitro, donde sí se originan células transformadas cuando estos
agentes quimiopreventivos son eliminados de células cultivadas
tratadas con carcinógeno. Los inhibidores de proteasa también
difieren de otros agentes quimiopreventivos en que son eficaces a
niveles extremadamente bajos (nM), mientras que los otros agentes
son eficaces solamente a muy altos niveles (mM). La relación
dosis-respuesta de la supresión de carcinogénesis
por BBIC es inusual ya que niveles de dosis de BBIC tienen los
mismos efectos supresores en un intervalo que varía a lo largo de
varios órdenes de magnitud. En tercer lugar, la sorprendente
capacidad de los inhibidores de proteasa para suprimir tantos
cánceres diferentes los hacen diferentes de la mayoría de los
agentes quimiopreventivos. Sus propiedades anticancerosas no están
restringidas a órganos/tejidos específicos.
La lunasina, como el BBIC, pertenece a la misma
clase de familia de albúminas 2S y ambos se preparan de forma
similar. Se ha demostrado por análisis de inmunotransferencia de
Western que la lunasina es un componente principal de las
preparaciones de BBIC disponibles en el comercio (Sigma). En un
ensayo de inmunotransferencia ejemplar, el carril 3 que contenía
una preparación en bruto de inhibidor de tripsina (polvo soluble
Tipo II-S de Soja, Sigma T 9128) mostró una banda
principal de proteína a 16 kDa que se iluminó en la
inmunotransferencia. IBB es una proteína de 8 kDa que se sabe se
dimeriza en solución. El carril 4 que contenía BBIC (Inhibidor
Bowman-Birk, de polvo liofilizado de soja, Sigma
T9777) mostró dos bandas proteicas, 8 kDa y 16 kDa, y ambas se
iluminaron en la inmunotransferencia. La lunasina, que tiene 2
restos cisteína, puede formar puentes disulfuro con IBB (como
monómero y como dímero) que tiene 14 restos cisteína. Esto
demuestra claramente que la lunasina se encuentra en BBIC como un
componente principal. Además, se demostró que la extracción de
lunasina del BBIC por columna de afinidad con anticuerpo
antilunasina y por tratamiento con resina, redujo
significativamente la capacidad del BBIC para inhibir la
transformación de células C3H. Esta evidencia, junto con la
capacidad de la lunasina para inhibir la transformación de células
C3H mediada por carcinógeno, indica que la lunasina es una
principal (si no la más importante) molécula quimiopreventivamente
activa en el BBIC. De hecho, los datos indican que BBIC podría
actuar protegiendo a la lunasina de la digestión en el tracto
gastrointestinal. La capacidad de la lunasina para entrar en
células de mamíferos y luego modular la función de la cromatina
ahora proporciona un mecanismo racional para explicar la propiedad
quimiopreventiva del BBIC, así como también una guía para el uso de
la lunasina como un nutracéutico o suplemento nutricional,
particularmente como un agente anticarcinogénico. Por ejemplo,
sustituyendo BBI por lunasina a dosis y rutas de administración
comparables, es eficaz en estudios celulares y animales (ver las
patentes de EE.UU. Nº 5.618.679; 5.616.492; 5.614.198; 5.505.946;
5.376.373; 5.338.547).
Modificación de la Cromatina y Supresión de
Tumores. Nuestra hipótesis es que la capacidad de la lunasina para
unirse a la cromatina es el mecanismo subyacente de la capacidad
antimitótica del gen de lunasina y de la propiedad
preventiva del cáncer del péptido lunasina. Una serie de estudios
sugiere enfáticamente que la modificación de la cromatina está
relacionada con vías de supresión de tumores (DePinho, 1998; Brehm
y col., 1998; Magnaghi-Jaulin, 1998; Pazin y
Kadonaga, 1997; Hassig y col., 1997; Laherty y col., 1997). Por
ejemplo, la proteína del retinoblastoma Rb forma un complejo con
E2F (una familia de factores de transcripción controlada por Rb) y
HDAC1 (la principal deacetilasa de histona de mamíferos que modula
la estructura de la cromatina) en células de mamíferos. Rb reprime
el promotor regulado por E2F reclutando HDAC1 la cual deacetila las
histonas centrales produciendo una asociación más estrecha entre el
ADN y los nucleosomas, impidiendo de esta manera la unión de los
factores de transcripción a elementos de reconocimiento del ADN. El
complejo Rb/HDAC/E2F podría ser el objetivo de los virus
transformadores que conducen a la liberación de la supresión y a un
estado de transformación total. La unión de lunasina a la región
hipoacetilada de la cromatina puede suprimir la génesis de tumores
en un contexto diferente. Si bien la deacetilación causa una
asociación más firme del ADN con los nucleosomas de los cromosomas
condensados, conduciendo a un cambio a una estructura de mayor
orden; también deja expuestas las cargas positivas en los restos
lisina, lo que permitiría que la lunasina se uniese a las histonas
de las secuencias terminales impidiendo el proceso reversible de
acetilación/deacetilación. Consecuentemente, la expresión de los
genes es reprimida de manera más o menos permanente. Los estudios
en animales demuestran que la lunasina sobrevive eficazmente a la
digestión, es absorbida y termina en los tejidos. La evidencia ha
demostrado que la lunasina es internalizada en la célula por la vía
del motivo RGD (es decir que no hay internalización cuando el
motivo -RGD- está suprimido) y llega al interior del núcleo por
difusión pasiva debido a su tamaño de 4 kDa y durante la
prometafase, cuando la envoltura nuclear se desintegra. Finalmente,
la lunasina se une a las histonas centrales de los nucleosomas e
inhibe la transformación de la célula en presencia de carcinógenos,
reprimiendo la transcripción como se describe más arriba.
<110> de Lumen, Benito O. Galvez, Alfredo
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<120> Nutracéuticos de Proteína de
Soja
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<400> 1
Claims (10)
1. Uso de un polipéptido de lunasina que
comprende la secuencia de aminoácidos de ID SEC Nº: 1 o un
fragmento activo de la misma que comprenda al menos el motivo
Arg-Gly-Asp seguido por al menos un
motivo hexa-Asp/Glu en la fabricación de una
formulación para la quimioprevención del cáncer en el que dicha
formulación comprenda al menos el 50% en peso de polipéptido de
dicho polipéptido lunasina y menos del 10% en peso de polipéptido
del polipéptido Inhibidor Bowman-Birk.
2. Uso de acuerdo a la reivindicación 1, en el
que la composición comprende al menos 90% en peso de polipéptido
de dicho polipéptido lunasina y menos del 1% en peso de polipéptido
de polipéptido Inhibidor Bowman-Birk.
3. Uso de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en
el que el polipéptido lunasina comprende 33-43 de
la ID SEC Nº: 1.
4. Uso de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2,en
el que el polipéptido lunasina comprende los restos
21-43 de la ID SEC Nº: 1.
5. Uso de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en
el que el polipéptido lunasina comprende los restos
10-43 de la ID SEC Nº: 1.
6. Uso de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en
el que el polipéptido lunasina comprende los restos
1-43 de la ID SEC Nº: 1.
7. Uso de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en
el que el polipéptido lunasina consiste en los restos
1-43 de la ID SEC Nº: 1.
8. Uso de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha formulación es para la
administración por vía oral de un polipéptido de lunasina.
9. Uso de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha formulación es para la
administración por vía tópica de un polipéptido de lunasina
poniendo en contacto la piel con dicha formulación.
10. Uso de acuerdo a una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha formulación es para la
introducción de dicha formulación dentro de un líquido fisiológico
para la administración de un polipéptido de lunasina.
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