ES2351967T3

ES2351967T3 - Lípidos polimerizados modificados con péptidos como sistemas de transporte biológico para micronutrientes.

Info

Publication number: ES2351967T3
Application number: ES03727314T
Authority: ES
Inventors: Felix Oliver Heinrich; Karin Engelhart-Jentzsch; Jurgen Wilhelm Richard Bernhardt
Original assignee: BIOTESYS GmbH
Current assignee: BIOTESYS GmbH
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2011-02-14
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: EP1499294B1; EP1499294A2; WO2003092647A2; PT1499294E; AU2003233981A1; WO2003092647A3; DE50312971D1; JP2005529137A; AU2003233981A8; ATE476963T1; US20090074847A1; DK1499294T3

Abstract

Sistema de transporte para principios activos que comprende partículas híbridas constituidas por al menos una capa de moléculas lipídicas y al menos un ligando, que es un péptido, unido mediante una unidad espaciadora, caracterizado porque está incorporado al menos un grupo polimerizable en la partícula híbrida.

Description

La invención se refiere a un sistema de transporte para principios activos que comprende partículas híbridas constituidas por al menos una capa de moléculas lipídicas y al menos un ligando unido por medio de una unidad espaciadora, que es un péptido, caracterizado porque está incorporado en la partícula híbrida al menos un grupo polimerizable. Además, la invención se refiere a un procedimiento para el transporte de principios activos. La invención se refiere, además también, a un sistema de transporte para su uso como medicamento. Además, la invención se refiere también al uso del sistema de transporte para fabricar un medicamento para el tratamiento de deficiencias nutricionales. Actualmente se sabe que una serie de enfermedades, como por ejemplo procesos inflamatorios crónicos o agudos, infecciones, isquemias, etc., están provocadas por estados deficitarios o patofisiológios generales, que se caracterizan por una falta sistémica o local de micronutrientes. El suministro de micronutrientes es un requisito importante para las funciones celulares normales y, con ello, para el mantenimiento y la regeneración de asociaciones celulares. A este respecto, entre los micronutrientes tienen también una importancia primordial las vitaminas liposolubles para el desarrollo sin dificultades de los procesoso fisiológicos generales. Su metabolización está sujeta a unos controles muy eficaces y frecuentemente también a una regulación homeostática. Este equilibrio fisiológico coincide en cierto modo con indicaciones en las que, desde un punto de vista médico, particularmente de medicina nutricional, se recomendaría aplicar localmente concentraciones elevadas de micronutrientes. En tales indicaciones puede manipularse el equilibrio sistémico sólo mediante la administración de concentraciones muy elevadas de micronutrientes. No obstante, como consecuencia de ello pueden provocarse cargas considerables en el conjunto del organismo, en particular en el hígado, pero también en los riñones, debido a la alta concentración de micronutrientes. Una posibilidad de transporte son los geles poliméricos hidrófilos de origen natural o sintético (denominados hidrogeles, por ejemplo alginato, fibrina, copolímero de ácido láctico y glicólico (GLGLA) etc.). No obstante, el transporte de principios activos hidrófobos con ayuda de estos materiales poliméricos no es sencillo, ya que los hidrogeles poliméricos son en general sustancias hinchables con agua y la carga, por ejemplo, con micronutrientes hidrófobos (como, por ejemplo, con vitaminas o precursores de vitaminas liposolubles) no es posible sin modificar adicionalmente el hidrogel. Los liposomas, que portan en la superficie cadenas poliméricas cortas que se hinchan con agua (como, por ejemplo, polietilenglicol (PEG), poseen también una estabilidad a largo plazo elevada. Esto puede explicarse por la elasticidad entrópica de los polímeros presentes en la superficie de los liposomas. Las primeras moléculas que en un tratamiento terapéutico entran en contacto con las

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partículas introducidas son proteínas. Como consecuencia de la adsorción de estas proteínas se desencadena una cascada de señales que conduce finalmente a la "eliminación" de los presuntos cuerpos extraños a través del sistema inmunitario. La adsorción de proteínas en la superficie de liposomas, que portan cadenas poliméricas cortas, provoca que estos polímeros se compriman. Debido a la disminución de la libertad de conformación, el polímero consume, en esta situación, mucha energía en forma de entropía. El polímero escapa de este estado energéticamente desfavorable estirándose de nuevo, lo que provoca la repulsión de la proteína, de forma análoga a un muelle que se contrae y se estira de nuevo. Por lo tanto, este proceso impide la adsorción de proteínas y, en última instancia, una reacción del sistema inmunitario. Los parámetros que influyen en este proceso de repulsión son la concentración superficial y la longitud (masa molecular) de los polímeros, así como el comportamiento de fase en mezclas con otros componentes moleculares de los liposomas. Los sistemas liposómicos que incorporan lípidos modificados con PEG presentan en estudios humanos semividas de hasta 45 horas. Muchas administraciones de principios activos en las que se usan liposomas y liposomas funcionalizados con polímeros se basan en el suministro pasivo de principios activos a determinados tejidos. Esto significa que una mejora terapéutica se base en última instancia en tiempos de permanencia largos de la partícula en el organismo. No obstante, con estos planteamientos, no se puede excluir que los principios activos, en última instancia, se concentren en distintos tejidos simultáneamente, incluso en aquellos en los que no se necesita el principio activo o, en caso desfavorable, que incluso también provoquen efectos secundarios no deseados. Las estructuras liposómicas son un sistema portador adecuado para principios activos y posibilitan el transporte y la liberación de tales sustancias. Los sistemas directos de transporte construidos sobre la base de estructuras liposómicas han ganado en los últimos años una importancia terapéutica considerable y ya se usan comercialmente con frecuencia. En este caso se aprovecha que el sistema inmunitario humano reconoce sólo insuficientemente vesículas unilamelares pequeñas (diámetro inferior a 100 nm) y, como consecuencia, no las elimina de macrófagos o monocitos. Por lo tanto, la duración de la permanencia (semivida) de estas formulaciones aumenta significativamente, lo que presenta una ventaja terapéutica enorme. Además de por medio de factores de geometría estructural que conducen a un aumento de la estabilidad a largo plazo, esto también puede lograrse mediante el ajuste y el control correspondiente de las propiedades físico-químicas superficiales (como, por ejemplo, la carga) de los sistemas particulares. En un ejemplo se envuelve el principio activo citrato de daunorrubicina en liposomas pasivos, es decir, no funcionalizados, y se usa para el tratamiento de lesiones por sarcoma de Kaposi. (Nunez, M., Saballs, P., Valencia, ME., Santos, J., Ferrer, E., Santos, I., Berrocal, A., Galindo, MJ., Podzamczer, D., Gonzlez-Lahoz, J. 2001. Response to liposomal doxorubicin and clinical outcome of HIV-1-infected patients with Kaposi's sarcoma receiving highly active antiretroviral therapy. HIV Clin Trials. 2(5):429-37.) Es una desventaja que los objetivos no

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puedan abastecerse directamente con principios activos sin contaminar simultáneamente el conjunto del organismo. Esto sólo es posible evitando el mecanismo de regulación. Lestini y col. (J. Contr. Ref. 782002.235-247) describe una modificación de la superficie de los liposomas para el transporte selectivo. Es objeto de la invención proporcionar una posibilidad de transporte orientado al objetivo estable de principios activos en un sistema biológico. El objeto de la invención se satisface por medio del sistema de transporte conforme a las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1. La ventaja del sistema de transporte es que mediante la combinación de la molécula lipídica con un péptido, el sistema no sólo permanece el tiempo correspondiente en el organismo, sino que puede comunicarse de un modo más activo con las células. Presenta además la ventaja de que los sistemas de transporte que disponen de una composición y de una interacción con componentes estructurales definidas, así como de estructuras controlables en el campo submicrométrico, pueden alojar adicionalmente micronutrientes en determinados compartimentos y transportarlos de un modo selectivo a determinados tipos de tejidos. Tales sistemas de transporte particulares, que además de una definición estructural/funcional pueden comunicarse activamente de forma controlable con tejidos biológicos, son una de las grandes posibilidades de la biotecnología moderna. Además, es ventajoso que los principios activos puedan acumularse en el sitio de actividad para obtener una concentración elevada en el sitio de actividad y no provocar una carga sistémica del conjunto del organismo. A este respecto, es una ventaja el que mediante la introducción de una unidad espaciadora entre los grupos polares de la cabeza de la molécula lipídica y el péptido puedan evitarse obstáculos estéricos y/o interferencias de carga en la interacción de la partícula híbrida con el asociado de enlace, en particular una célula diana. Según la reivindicación 2, se posibilita que por medio de la disposición espaciada de los oligopéptidos, el sistema particular pueda unirse tanto a asociados de enlace más grandes como también a los no adyacentes, debido a que no existe ningún impedimento por falta de posibilidades de expansión espacial. Según la reivindicación 3, resulta ventajoso el que puedan usarse moléculas que no son reconocidas por el sistema inmunitario del organismo o sólo lo son parcialmente y, por lo tanto, no son destruidas. Además, es una ventaja el que estas moléculas presenten la propiedad de organizarse automáticamente en estructuras vesiculares. Además, son ventajosas las realizaciones según las reivindicaciones 4 y 5, según las cuales mediante receptores que están anclados en la célula como proteínas transmembrana se producen interacciones con péptidos que son parte de las partículas híbridas del sistema de transporte y que se encuentran en el exterior de la célula. La construcción de tales péptidos en biomateriales sintéticos de

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estructura definida o la modificación de la superficie limitante de sistemas de transporte sintéticos particulares posibilita influir sobre la interacción de estos materiales biomiméticos con las células diana. Según la realización de la reivindicación 6, los principios activos pueden transportarse expresamente al sitio de actividad y no cargar, de otro modo, el conjunto del organismo. De este modo, también puede evitarse que, como se teme en el peor de los casos, aparezcan efectos secundarios no deseados en todas las células provocados por los principios activos. A este respecto, presenta una ventaja la realización según la reivindicación 7, según la cual, mediante estas secuencias, se posibilita un suministro selectivo de principios activos a las células del ojo, en particular a las células de la retina. Además, resulta ventajoso el que mediante la combinación de varias secuencias de oligopéptidos se pueda mejorar la precisión del sistema de transporte. El perfeccionamiento del sistema de transporte según la reivindicación 8 se presenta como una ventaja, ya que mediante el mismo puede realizarse el transporte de los principios activos directamente a las células diana, en particular a las células de la piel, preferentemente a los fibroblastos, y porque no provoca la carga de otras células y, con ello, de otros órganos. En este caso se presenta como particularmente ventajoso el que mediante una combinación de varias secuencias diferentes pueda realizarse el transporte de los principios activos de forma incluso más precisa. A este respecto, se presenta como ventajoso, según la reivindicación 9, el que la partícula híbrida no deba estar dispuesta a lo largo de un portador, sino que forme automáticamente estructuras tridimensionales. Además, se confirma como una ventaja el que mediante la disposición de las partículas híbridas puedan envolverse los principios activos y, por lo tanto, estén protegidos de procesos metabólicos en su camino al sitio de actuación. Otra ventaja es que mediante el envoltorio de los principios activos en un sistema de transporte particular puedan evitarse ataques y procesos de destrucción inmunológicos y, por lo tanto, que los principios activos lleguen en su forma original al sitio de actuación. Según la reivindicación 10, la liberación de los micronutrientes puede controlarse reticulando las partículas híbridas por medio de grupos polimerizables. Además de la capacidad de permanecer durante un periodo largo en un tejido determinado, el control exacto de las propiedades superficiales físico-químicas, en particular de la concentración y la presentación de un péptido en la superficie limitante, representa otro criterio importante para el uso eficaz de sistemas de transporte activos particulares para principios activos. Es ventajosa una configuración del sistema de transporte según la reivindicación 10, según la cual se posibilita el transporte de muchas sustancias diferentes. El suministro de una de estas sustancias o de una combinación de estas sustancias proporciona una base importante para la prevención de enfermedades y la regeneración. Mediante el suministro de estas sustancias puede influirse en el curso de enfermedades, sobre todo de enfermedades crónicas, de manera favorable. Además, es

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una ventaja el que mediante el suministro de varios micronutrientes pueda obtenerse frecuentemente una extensión terapéutica esencialmente superior, porque frecuentemente, debido a la combinación de varios micronutrientes, se tienen como resultado efectos sinérgicos, diferenciándose la farmacología de los micronutrientes en parte claramente de la de otros medicamentos. Mediante el suministro de un único micronutriente puede comprobarse, por ejemplo, que no se obtiene ninguna protección antioxidante, mientras que una combinación de dos o más micronutrientes con propiedades antioxidantes muestra efectos antioxidantes. La realización según la reivindicación 11 representa una ventaja, ya que mediante la puesta a disposición de micronutrientes puede favorecerse la prevención de enfermedades y la regeneración del organismo. Mediante las propiedades ortomoleculares de los micronutrientes se establecen estímulos bioquímicos que puede aprovechar eficazmente el organismo y responder a los mismos, ya que el cuerpo reacciona con "partes originales", es decir, con principios activos, que le son familiares. De esta manera, son posibles intervenciones tempranas en metabolismo energético, una optimización de los mecanismos de reparación, la eliminación de radicales y otras muchas actuaciones. Según las reivindicaciones 12 y 13, el sistema de transporte posibilita el transporte selectivo y la liberación de cantidades preparadas de vitaminas que el organismo precisa para las funciones vitales, pero que no se pueden sintetizar en el metabolismo o no se hace en la cantidad suficiente y que por ello deben suministrarse regularmente con el alimento. Además de las funciones específicas, las vitaminas son también, por ejemplo, componentes de coenzimas que catalizan el metabolismo celular. Se presenta como una ventaja, según la reivindicación 14, el que sustancias minerales y oligoelementos que son esenciales para animales de sangre caliente puedan suministrarse mediante un sistema de transporte particular. Los elementos sodio, potasio, magnesio y calcio son responsables, en concentraciones fisiológicas, del mantenimiento de la homeostasis. La introducción de dietas sintéticas en el tratamiento de anomalías metabólicas basadas en defectos genéticos congénitos, el desarrollo de la alimentación intravenosa y el tratamiento de la diálisis en pacientes con insuficiencia renal terminal revelan los riesgos iatrógenos que subrayan la importancia del suministro alimenticio, y en caso de que éste no sea posible, la importancia de suplementar estos elementos. Los oligoelementos, que se encuentran en el organismo en concentraciones mínimas (inferiores al 0,005 % del peso corporal) tienen un papel importante en la fisiología del ser humano. No obstante, con el desarrollo creciente de alimentos sintéticos puede provocarse un consumo excesivo de estos elementos. Por lo tanto, el suministro alimencio conduce a cargas sistémicas en el conjunto del organismo que provocan la aparición de toxicidad, que se puede manifestar también frecuentemente sólo al cabo de años y, por ello, se plantea de forma clara la necesidad del suministro selectivo de estos elementos. Además, según la reivindicación 15, se presenta como una ventaja el que mediante el transporte selectivo de estas sustancias se pueda mejorar el bienestar general del ser humano. Por ejemplo, la

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taurina está implicada en una serie de procesos fisiológicos, por ejemplo en la conjugación de ácido biliar, la osmorregulación, la destoxificación de xenobióticos, la estabilización de membranas celulares, el control de la corriente de calcio celular y la modulación de la excitabilidad neuronal. Un nivel reducido de taurina trae consigo la degeneración de la retina, un crecimiento retardado y cardiomiopatía. Según la realización del procedimiento de la reivindicación 16, puede evitarse una carencia de aminoácidos esenciales, que puede conducir a un colapso de la función fisiológica del organismo humano. Por ejemplo, la arginina aumenta el número de linfocitos y promueve, en general, la formación de células inmunocompetentes. Además, aumenta la capacidad citolítica de macrófagos y de células NK. Tiene un papel importante en la cicatrización de heridas. La histidina actúa como antialérgico y sirve con precursor de la histamina. La isoleucina, la leucina y la valina son componentes importantes de las proteínas musculares. La lisina es el componente principal del colágeno, anticuerpos de carnitina, hormonas y enzimas, fomenta la cicatrización de heridas y promueve la curación del herpes simplex. La metionina es un antioxidante, desintoxica el hígado y es esencial para la actividad del selenio (absorción, transporte, biodisponibilidad). La fenilalanina posee un efecto antidepresivo y prolonga la acción y aumenta la actividad de endorfinas. La treonina es un factor lipotrópico. El triptofano es importante para la síntesis de vitamina B3 y es un precursor de la serotonina y la melatinina (ritmo del sueño). Según la realización según la reivindicación 17, un abastecimiento óptimo de ácidos grasos esenciales, sobre todo durante el crecimiento y en la segunda mitad de la vida, tiene una importancia extraordinaria para el organismo. De este modo, mantienen, por ejemplo, la elasticidad de las membranas de todas las células del organismo así como de las mitocondrias y se ocupan del rejuvenecimiento celular. Están presentes en las gónadas y forman los elementos estructurales para la producción hormonal del propio organismo en los sistemas de glándulas endocrinas, pero también en los tejidos celulares. Entre los ácidos grasos esenciales tienen un papel destacado el ácido linólico y el ácido linoleico. Sirven como elementos estructurales de la membrana celular y controlan con los productos generados por ellos mismos, como por ejemplo prostaglandina, tromboxano y leucotrieno, muchos procesos vitales en el organismo. El ácido araquidónico sólo está presente en grasas animales y es un producto de partida para la síntesis de prostaglandinas. Mediante el suministro selectivo de ácido araquidónico a los sitios de formación de prostaglandinas a través de la ruta de metabolización de la ciclooxigenasa-1 se evita un sobresuministro sistémico de ácido araquidónico con una influencia negativa sobre inflamaciones reumáticas de articulaciones. El objetivo de la invención se logra independientemente mediante un procedimiento conforme a las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 18. Es ventajoso en ello que pueda evitarse una carga sistémica del organismo, ya que el principio activo solo se libera en las células diana. De esta manera pueden evitarse efectos secundarios sistémicos provocados por una concentración demasiado alto de los principios activos en otras células diferentes a las células diana. El objetivo de la invención también se logra independientemente mediante el uso del sistema de transporte conforme a la reivindicación 19. A este respecto, se confirma como una ventaja el que pueda provocarse un efecto preventivo y regenerativo sobre el organismo.

5 Se confirma como ventajoso, según la reivindicación 20, que puedan reducirse o eliminarse las deficiencias nutricionales que provocan mermas locales en el mantenimiento del equilibrio fisiológico en el organismo. Según la reivindicación 21, se confirma como ventajoso que el sistema de transporte pueda llevarse directamente al sitio de actuación por medio de aplicación tópica y que el transporte del principio

10 activo se realice a través de la membrana celular y no sólo a través del sistema sanguíneo o linfático. Se confirma como ventajoso, según la reivindicación 22, que el sistema de transporte encuentre aplicación en la industria farmacéutica, cosmética y también en la alimentaria. La invención se explicará en más detalle a continuación por medio de los ejemplos de realización representados en los dibujos. En cada caso se muestra una representación simplificada:

15 Fig. 1 una partícula híbrida; Fig. 2 una partícula híbrida con grupo polimerizable; Fig. 3 un sistema de transporte. Cabe reseñar como introducción que en las diferentes formas de realización descritas, las mismas partes está provistas de los mismos signos de referencia o de las mismas denominaciones de

20 elementos constituyentes, pudiendo aplicarse las mismas revelaciones contenidas en el conjunto de la descripción correspondientemente a las mismas partes con los mismos signos de referencia o con las mismas denominaciones de elementos estructurales. Además, también, características individuales o combinaciones de características de los diferentes ejemplos de realización mostrados o descritos pueden representar soluciones por sí mismas independientes, inventivas o conformes a la

25 invención. En las figuras 1 a 3, que se describen juntas, se representa un sistema de transporte 1 en un sistema biológico.

La figura 1 muestra la estructura de un elemento estructural bioactivo de sistemas de transporte

1. El sistema de transporte 1 está formado por partículas híbridas 2, constituidas por una

30 molécula lipídica 3, una unidad espaciadora 4 y un péptido 5. La secuencia de oligopéptidos bioactivos 6 se acopla con el grupo de cabeza 7 polar de la molécula lipídica 3 sintética o natural a través de una unidad espaciadora 4 corta. La figura 2 muestra la representación esquemática de una partícula híbrida 2 que ha incorporado un grupo 9 polimerizable en la cadena de hidrocarburo 8 no polar de la molécula lipídica 3.

35 La figura 3 muestra una sección a través del sistema de transporte 1, estando representado el

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contorno del sistema de transporte 1 mediante una línea discontinua. El sistema de transporte 1 está constituido por una capa doble de partículas híbridas 2 y moléculas lipídicas 3, formando las partículas híbridas 2 la capa exterior de la capa doble y las moléculas lipídicas 3 la capa interior. Las partículas híbridas 2 y las moléculas lipídicas 3 forman una estructura espacial y en su interior están incluidos principios activos 10, en particular micronutrientes, preferentemente micronutrientes hidrófobos. En otra forma de realización, la capa exterior del sistema de transporte 1 puede estar formada también parcialmente por moléculas lipídicas 3, pudiendo estar dispuestas las partículas híbridas 2 y las moléculas lipídicas 3 en cualquier orden, como por ejemplo, que esté dispuesto un oligopéptido 6 en cada segundo o tercer grupo de cabeza 7 polar de una molécula lipídica 3. En ambas formas de realización también puede estar dispuestos en la cadena de hidrocarburo 8 de la molécula lipídica 3 misma o de la partícular híbrida 2 un grupo 9 polimerizable.

Como principios activos 10 se entiende, en particular, micronutrientes, como provitaminas, vitaminas, sustancias minerales y oligoelementos, aminoácidos, ácidos grasos, polifenoles, hormonas y extractos orgánicos y sus productos de síntesis, como por ejemplo pancretina, ácido biliar, sustancia base del cartílago, etc., pero, por supuesto, también colorantes, como por ejemplo medios de contraste, que deben transportarse de modo selectivo para procedimientos de imagen en investigaciones médicas. Las partículas híbridas 2 de moléculas lipídicas 3 que están modificadas con determinados péptidos 5 en el grupo de cabeza 7 polar pueden usarse, mediante la disposición simétrica de las cadenas de hidrocarburos 8 polares, para la construcción de estructuras tridimensionales autoorganizadas, en particular sistemas de transporte 1, como por ejemplo liposomas, micelas y emulsiones de aceite en agua. Es posible un control exacto de propiedades de superficie físico-químicas, como por ejemplo la concentración en superficie del péptido 5. La secuencia de oligopéptidos es una secuencia de control para direccionar de forma precisa la partícula híbrida 2 y/o el sistema de transporte 1. Tales secuencias peptídicas bioactivas, que están unidas de forma controlada a la superficie de estos sistemas, representan la base para un suministro eficaz y específico de partículas a células determinadas de tejidos determinados, así como un impedimento para interacciones no específicas con proteínas. Como oligopéptidos 6 bioactivos se adaptan ligandos que se encuentran típicamente en proteínas señalizadoras del espacio extracelular. En particular, el uso de sistemas de transporte 1 de partículas híbridas 2 con oligopéptidos 6 con al menos una de las secuencias Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Pro (SEQ ID Nº: 1), que constituye un sitio de unión del receptor de fibronectina, Tyr-Ile-Glu-Ser-Arg (SEQ ID Nº: 2), que es un sitio de unión del receptor de laminina, Ala-Asp-Gly-Glu-Ala (SEQ ID Nº: 3), que representa un sitio de unión del receptor de colágeno, posibilita un transporte selectivo de principios activos 10 a células de la piel, en particular a fibroblastos. Para el transporte de micronutrientes dirigido a células del ojo, en partículas a células de la retina, son

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adecuadas partículas híbridas 2 con oligopéptidos 6 con al menos una de las secuencias Val-Arg-Leu-Leu-Asn-Asn (SEQ ID Nº: 4), Val-Arg-Leu Leu-Asn-Asn-Trp-Asp (SEQ ID Nº: 5), Gly-Arg-Val-Arg-Leu-Leu-Asn-Asn (SEQ ID Nº: 6), que caracterizan sitios de unión para la proteína de unión a retinol en RP 65. Además, son adecuadas partículas híbridas 2 con oligopéptidos 6 con al menos una de las secuencias Met-Thr-Ala-Gly-Ala-Gly (SEQ ID Nº: 7), Leu-Ser-Gly-Ala-Leu-Arg (SEQ ID Nº: 8), Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile-Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu-Thr-Met-Val-Leu-Leu-Phe-Val-Met-Trp-Met (SEQ ID Nº: 9), pudiendo seleccionarse una sección cualquiera de la sucesión de aminoácidos de la SEQ ID Nº: 9 como sitio de unión, como por ejemplo. Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile-Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu (SEQ ID Nº: 10), Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile-Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu-Thr-Met-Val-Leu-Leu-Phe (SEQ ID Nº: 11), Ile-Val-Ala-Ite-Leu-Ile (SEQ ID Nº: 12), Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu (SEQ ID Nº: 13), Thr-Met-Val-Leu-Leu-Phe (SEQ ID Nº: 14) y/o Leu-Phe-Val-Met-Trp-Met (SEQ ID Nº: 15), que son sitios de unión de R-caderina para la adhesión célula-célula, en particular para la retina. En otra forma de realización son posibles varias combinaciones de distintas secuencias de los oligopéptidos asociados correspondientes, tanto para el transporte selectivo a células de la piel como también del ojo. Para la construcción de los sistemas de transporte 1 funcionales, que están compuestos por partículas híbridas 2 o por moléculas lipídicas 3 que se autoorganizan, se sigue la estrategia siguiente: se une primeramente el péptido 5 a una unidad espaciadora 4 y a continuación el oligopéptido 6 y la unidad espaciadora 4 se acoplan en conjunto al grupo de cabeza 7 polar de las moléculas lipídicas 3. En una segunda etapa se juntan las partículas híbridas 2 preparadas modificadas con ligandos proporcionando los sistemas de transporte 1. Esta estrategia posibilita un control exacto de la concentración en superficie del oligopéptido 6. Por definición, los oligopéptidos 6 se sitúan todos en el exterior y mediante la elección de las concentraciones de moléculas lipídicas 3 y de moléculas lipídicas 3 modificadas con ligandos pueden ajustarse diferentes fases de emulsión de forma controlable, con respecto a las mediciones hidrodinámicas y a las propiedades de superficie físico-químicas. Con ayuda de estos conceptos de construcción es posible construir sistemas de transporte 1 tridimensionales bioactivos, que se comunican activamente con determinadas células diana y, por lo tanto, tipos de tejido. Para la disposición espaciada del oligopéptido 6 en la molécula lipídica 3 pueden usarse como unidades espaciadoras 4 distintas sustancias, como por ejemplo una sucesión de aminoácidos o sustancias químicamente inertes, como por ejemplo nanopartículas, como nanotubos de carbono, nanohilos, coloides, etc. Además del suministro específico se logra la liberación controlada de micronutrientes desde las partículas mediante la formación de grupos polimerizables en la estructura molecular de las partículas híbridas 2 usadas y, por lo tanto, mediante la reticulación de las capas de lípidos en dos

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dimensiones. Parámetros, como por ejemplo el tamaño y la forma (medición hidrodinámica) de las partículas híbridas 2, las propiedades superficiales físico-químicas y la estabilidad del sistema de transporte 1, son en cada caso de gran importancia para el suministro selectivo de micronutrientes. La polimerización dentro de capas autoorganizadas conduce a una estabilización y puede usarse para controlar la liberación de micronutrientes incorporados. Un control de la entrega de micronutrientes está dirigido a que determinados micronutrientes no sólo se concentren en el tejido diana, sino que también permanecen de forma constante durante un periodo más prolongado en una concentración elevada.

La contrucción de tal barrera se realiza fijando las moléculas lipídicas 3, que se difunden lateralmente con libertad dentro de las monocapas o las capas dobles, posibilitando así un intercambio intenso de moléculas dentro y fuera de la partícula. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante la construcción de grupos polimerizables en las partículas híbridas 2 y, a continuación, la polimerización o polimerización parcial en dos dimensiones (dentro de las capas lipídicas). Por ejemplo, pueden usarse diacetilen-lípidos, que mediante la polimerizacion posibilitan la formación de estructuras autoorganizadas, como por ejemplo vesículas estables a largo plazo, tubos estables con persistencias muy altas, microestructuras helicoidales, etc. Los diacetilen-lípidos se polimerizan por el efecto de la luz UV (λ = 254 nm) en una reacción de adición. Esta reacción de polimerización puede controlarse fotoquímicamente y los diacetilen-lípidos se polimerizan casi exclusivamente dentro de una fase lipídica cristalina. A este respecto, se genera un polímero que dispone de un sistema de electrones conjugado y expandido y como consecuencia de ello, absorbe luz en el intervalo visible. La capa de la absorción depende de la estructura (conformación ) del polímero y puede influirse sobre ella o desplazarse mediante distintos parámetros, como por ejemplo un aumento de temperatura y/o estrés mecánico, como por ejemplo la unión de un ligando a un receptor correspondiente. La polimerización da como resultado sistemas de transporte 1 vesiculares estables a largo plazo, que presentan un máximo de absorción a λ = 640 nm. Mientras los sistemas de transporte 1 que no poseen ningún ligando en la superficie no muestran ninguna modificación de la absorción, puede reconocerse así que los sistemas de transporte 1 modificados con péptidos aceptan una clara interacción con las células y el máximo de absorción se desplaza significativamente. Pueden incorporarse también sustancias de ensayo hidrófobas a la membrana del sistema de transporte 1 antes de la polimerización, y puede controlarse la liberación de estas sustancias de ensayo dependiendo de la cantidad de moléculas lipídicas 3 polimerizables en la membrana. También pueden prepararse sistemas de transporte 1 polimerizables añadiendo partículas híbridas 2 no polimerizables, que son estables en distintos ambientes fisiológicos (valor de pH, fuerza iónica, etc.). Para una protección estérica (inhibición de interacciones no específicas, por ejemplo con proteínas) se construyen lipopolímeros. Para un mejor análisis de estas estructuras también se construyen lípidos

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fluorescentes. En particular, la longitud y la concentración de los lipopolímeros usados influye en la bioactividad del sistema de transporte 1. Mediante procedimientos ópticos (dispersion de la luz, absorción UV, fluorescencia) y microscópicos (ASM, microscopio de transmisión de electrones (TEM), fluorescencia) pueden caracterizarse las propiedades morfológicas y físico-químicas y sus consecuencias con los parámetros, como por ejemplo la eficacia de carga con micronutrientes, la estabilidad en distintos ambientes y la liberación controlada y el transporte selectivo. Las partículas híbridas 2 polimerizables también pueden usarse para preparar microemulsiones termodinámicamente estables para preparar así, si es posible, sistemas de transporte 1 bioactivos con un diámetro con un límite inferior de 5 nm, en particular de 10 nm, preferentemente de 15 nm y un límite superior de 180 nm, preferentemente de 160 nm, en particular de 140 nm. Se confirma como ventajoso un intervalo con un límite inferior de 20 nm, en particular de 30 nm y un límite superior de 120 nm, en particular de 100 nm. Estas microemulsiones termodinámicamente estables disponen de un volumen de transporte hidrófobo lo más grande posible. Estas emulsiones pueden también contener, junto con las partículas híbridas 2, lípidos polimerizables y lipopolímeros y otros componentes hidrófobos. El comportamiento de fase de estas emulsiones de aceite en agua es una función de la concentración de los parámetros individuales de la temperatura y la fuerza iónica del medio, con el objetivo de preparar una fase de emulsión termodinámicamente estable. También es posible aplicar los principios de construcción a sistemas "naturales", por ejemplo la construcción de fosfolípidos, glucolípidos, esfingolípidos, esteroides y/o poliisoprenoides modificados con péptidos. Las partículas híbridas 2 pueden, por lo tanto, sintetizarse y caracterizarse sobre la base de fosfolípidos sintéticos. En este caso, por ejemplo, el fosfolípido se une directamente al péptido 5 protegido ortogonal y en una etapa final, la molécula y todos los grupos de protección se disocian de la fase sólida. La purificación se realiza mediante cromatografía de alto rendimiento (HPLC). Después de la caracterización mediante espectroscopía de infrarrojos por transformación de Fourier (FTIR), espectroscopía de resonancia nuclear (RMN) o espectroscopía de masas (MS) se usan los fosfolípidos modificados fabricados junco con lípidos no modificados para la construcción de sistemas de transporte 1 bioactivos y emulsiones. Como ligandos pueden usarse los mismos oligopéptidos 6, tal como se han caracterizado anteriormente. Las superficies planares bioactivas que se han preparado mediante la autoorganización de estas partículas híbridas 2 sintéticas y la posterior modificación de los sustratos de sólidos muestran un potencial de adhesión elevado. Además de las estructuras tridimensionales se modifican también superficies planares con monocapas polimerizadas de partículas híbridas 2. Pueden adherirse células a estas superficies y extenderse. Además, estas superficies pueden poblarse de nuevo con células tan frecuentemente como se desee, ya que éstas no pueden separarse posteriormente de la superficie mediante la polimerización y, por lo tanto, las células pueden retirarse varias veces de forma

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relativamente sencilla. También es posible una cuantificación de los resultados. Los sistemas de transporte 1 para principios activos 10 pueden usarse para el tratamiento de enfermedades resultantes de un suministro insuficiente de micronutrientes. El sistema de transporte 1 también puede transportar principios activos 10 para aplicación cosmética y puede, por lo tanto, aplicarse tanto oral como también tópicamente. Ejemplo comparativo 1 Vitamina liposoluble (tocoferol): Pueden usarse partículas híbridas 2 con secuencias de oligopéptidos como por ejemplo. Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Pro (SEQ ID Nº: 1) como sistema de transporte 1 para tocoferol para células de la piel, en particular fibroblastos. Mediante el suministro selectivo de micronutrientes se fomenta tanto el proceso preventivo como también el regenerativo, como por ejemplo la conservación del tejido y la cicatrización de heridas de la piel. En caso de quemaduras y de la cicatrización de heridas se produce una disminución de la concentración de antioxidantes. Esto tiene validez, en particular, para tocoferoles, que representan en cantidad la vitamina liposoluble más importante de la piel. Sin embargo, precisamente en caso de quemaduras el suministro sistémico de micronutrientes es particularmente deficiente o inexistente. Mediante el suministro selectivo de tocoferol durante el tratamiento regenerativo pueden concentrarse estos nutrientes directamente en las células diana y controlarse la liberación. Los principios activos 10 pueden, debido a los ligandos específicos, fijarse a diferentes capas de la piel, acumularse y liberarse y, de este modo, actuar localmente. Por otra parte, también influye positivamente el comportamiento de penetración debido al reducido tamaño de las partículas. Como modelo para el análisis pueden usarse modelos de piel tridimensionales. Ejemplo comparativo 2 Carotinoides Para envolver y transportar de modo selectivo carotinoides a células de la retina se usa un sistema de transporte 1 que comprende partículas híbridas 2 con la secuencia de oligopéptidos Val-Arg-Leu-Leu-Asn-Asn (SEQ ID Nº: 4). Mediante el suministro selectivo de micronutrientes se fomentan procesos preventivos, como por ejemplo la prevención de degeneración macular dependiente de la edad (AMD). En caso de AMD puede determinarse que están presentes en la retina concentraciones demasiado pequeñas de los carotinoides luteína y zeaxantina. Envolviendo carotinoides en sistemas de partículas se transportan las provitaminas de forma selectiva a las células diana. Las líneas celulares del epitelio de la retina pueden usarse como sistema modelo para el ojo. Por último, debe indicarse que para un mejor entendimiento de la construcción del sistema de transporte 1 para principios activos 10, éste o sus partes no se han representado a escala sino en parte aumentadas. El objeto que sirve de base a las soluciones inventivas independientes puede deducirse de la

descripción. Sobre todo, las realizaciones individuales mostradas en las figuras 1, 2, 3 pueden formar el objeto de soluciones independientes según la invención. Los objetivos y soluciones correspondientes según la invención se deducen de las descripciones detalladas de estas figuras.

5 Relación de signos de referencia

1 Sistema de transporte

2 Partícula híbrida

3 Molécula lipídica 10 4 Unidad espaciadora

5 Péptido

6 Oligopéptido

7 Grupo de cabeza polar

8 Cadena de hidrocarburos no polar 15 9 Grupo polimerizable

10 Principios activos

Protocolo de secuencias

<110>BioTeSysGmbH

20 Schelztorstrasse 54-56 D 73728 Esslingen ALEMANIA

<120> Sistema de transporte en sistemas biológicos

<150>A 656/2002

<151 > 29-04-2002

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<223> Oligopéptido

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido <400>2

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<223> Oligopéptido

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<223> Oligopéptido

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido

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<223> Oligopéptido

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido 25 <400> 10

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido

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<213> Secuencia artificial

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<223> Oligopéptido <400>15

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Claims

1. Sistema de transporte para principios activos que comprende partículas híbridas constituidas por al menos una capa de moléculas lipídicas y al menos un ligando, que es un péptido, unido mediante una unidad espaciadora, caracterizado porque está incorporado

5 al menos un grupo polimerizable en la partícula híbrida.

2. Sistema de transporte según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad espaciadora está formada por aminoácidos, una sustancia químicamente inerte, como nanopartículas, que se selecciona de un grupo que comprende nanotubos de carbono, nanohilos o coloides.

: 10 3. Sistema de transporte según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las moléculas lipídicas son lípidos polimerizables y/o lípidos "naturales", como por ejemplo esteroides, glucolípidos, fosfolípidos, esfingolípidos, poliisoprenoides.

4. Sistema de transporte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el péptido es un oligopéptido.

: 15 5. Sistema de transporte según la reivindicación 4, caracterizado porque el oligopéptido presenta una longitud seleccionada de un intervalo con un límite inferior de 4 aminoácidos, preferentemente 5 aminoácidos, en particular 6 aminoácidos y un límite superior de 18 aminoácidos, preferentemente 20 aminoácidos, en particular 22 aminoácidos.

6. Sistema de transporte según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la secuencia de 20 oligopéptidos es complementaria a la secuencia de un receptor en una célula.

7. Sistema de transporte según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el oligopéptido presenta una secuencia selecciona de un grupo que comprende las secuencias Gly-Arg-Gly-Asp-Ser-Pro (SEQ ID Nº: 1), Tyr-Ile-Glu-Ser-Arg (SEQ ID Nº: 2) y/o Ala-Asp-Gly-Glu-Ala (SEQ ID Nº: 3).

25 8. Sistema de transporte según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el oligopéptido presenta una secuencia seleccionada de un grupo que comprende las secuencias Val-Arg-Leu-Leu-Asn-Asn (SEQ ID Nº: 4), Val-Arg-Leu Leu-Asn-Asn-Trp-Asp (SEQ ID Nº: 5), Gly-Arg-Val-Arg-Leu-Leu-Asn-Asn (SEQ ID Nº: 6), Met-Thr-Ala-Gly-Ala-Gly (SEQ ID Nº:

30 7), Leu-Ser-Gly-Ala-Leu-Arg (SEQ ID Nº: 8), Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile-Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu-Thr-Met-Val-Leu-Leu-Phe-Val-Met-Trp-Met (SEQ ID Nº: 9), Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile-Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu (SEQ ID Nº: 10), Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile-Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu-Thr-Met-Val-Leu-Leu-Phe (SEQ ID Nº: 11), Ile-Val-Ala-Ile-Leu-Ile (SEQ ID Nº: 12), Cys-Ile-Leu-Ile-Leu-Leu (SEQ ID Nº: 13), Thr-Met-Val-Leu-Leu-Phe (SEQ ID Nº: 14) y/o Leu-Phe-Val-Met

35 Trp-Met (SEQ ID Nº: 15).

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9. Sistema de transporte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la partícula híbrida forma estructuras tridimensionales, como, por ejemplo, vesículas, microesferas, nanopartículas, tubos.

10.Sistema de transporte según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el principio activo es al menos un micronutriente.

11.Sistema de transporte según la reivindicación 10, caracterizado porque el al menos un micronutriente es al menos una sustancia seleccionada de un grupo que comprende provitaminas, vitaminas, sustancias minerales y oligoelementos, aminoácidos, ácidos grasos, polifenoles, hormonas y extractos orgánicos o sus productos de síntesis, como por ejemplo pancreatina, ácido biliar, sustancia base del cartílago.

12.Sistema de transporte según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la vitamina está seleccionada de un grupo que comprende compuestos naturales y sintéticos con estructura retinoide (vitamina A), complejo de vitamina B, ácido ascórbico (vitamina C), calciferoles (vitamina D), tocoferoles (vitamina E), vitamina K, flavonoides y biotina.

13.Sistema de transporte según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la al menos una vitamina está seleccionada de un grupo que comprende retinol, acetato de retinilo, palmitato de retinilo, 3,4-dideshidro-retinol (vitamina A2), retinal, ácido retinoico y provitaminas, como por ejemplo α-, β-, γ-carotina, luteína, zeaxantina, tiamina (vitamina B1) o clorhidrato de tiamina o mononitrato de tiamina, riboflavina (vitamina B2) o riboflavina-5-fosfato de sodio, niacina (vitamina B3) o ácido nicotínico o neacina, ácido pantoténico (vitamina B5) o D-pantotenato de calcio o Dpantotenato de sodio o D-pantenol, piridoxina (vitamina B6) o clorhidrato de piridoxina o 5-fosfato de piridoxina o palmitato de piridoxina o fosfato de piridoxal, ácido fólico (vitamina B9) o ácido pteroilglutamínico, cobalamina (vitamina B12) o cianocobalamina o hidroxicobalamina, biotina, colina, inositol y ácido p-aminobenzoico, ácido L-ascórbico, L-ascorbato de sodio, L-ascorbato de calcio, L-ascorbato de potasio y 6-palmitato de L-ascorbilo, ergocalciferol (vitamina D2), colecalciferol (vitamina D3), 1,25-dihidroxicolecalciferol y las provitaminas ergosterol o 7deshidrocolesterol, D-α-tocoferol, DL-α-tocoferol, acetato de D-α-tocoferilo, acetato de DL-αtocoferilo y succinato ácido de D-α-tocoferilo, filoquinona (vitamina K1), menoquinona (vitamina K2), menadiona (vitamina K3) y menadiona-hidroxiquinona (vitamina K4).

14.Sistema de transporte según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la al menos una sustancia mineral o el al menos un oligoelemento, en orden de importancia para el organismo, está seleccionada de un grupo que comprende Na, K, Mg, Ca, Fe, I, Cu, Mn, Zn, Co, Mo, Se, Cr, F, Si, Ni, As, Sn, V, P, Cl, B, AI y Br.

15.Sistema de transporte según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el al menos un componente está seleccionado de un grupo que comprende coenzima Q-10, quercetina, bromelaína, inositol, colina, picnogenol, carnitina, taurina, mesoinositol.

16.Sistema de transporte según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el al menos un aminoácido esencial está seleccionado de un grupo que comprende histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina y arginina.

5 17.Sistema de transporte según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el al menos un ácido graso está seleccionado de un grupo que comprende ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico.

18.Porcedimiento para el transporte de principios activos, caracterizado porque se usa el sistema de

transporte según una de las reivindicaciones 1 a 17. 10 19.Sistemadetransportesegúnunadelasreivindicaciones1 a17parasuusocomomedicamento.

20.Uso del sistema de transporte según la reivindicación 19 para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de deficiencias nutricionales.

21.Uso del sistema de transporte según la reivindicación 20 para aplicación tópica y oral.

22.Uso del sistema de transporte según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque 15 se aplica en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria.