ES2639625T3 - Composiciones para prevenir adherencias y otras aplicaciones de barrera - Google Patents

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Abstract

Una composición que comprende péptidos que se autoensamblan que tienen una longitud en el intervalo de 6 a 200 restos de aminoácidos y que comprende una secuencia de restos de aminoácidos de acuerdo con una o más de las fórmulas I-IV: ((Xaaneu-Xaa+)x(Xaaneu-Xaa-)y)n (I) ((Xaaneu-Xaa-)x(Xaaneu-Xaa+)y)n (II) ((Xaa+-Xaaneu)x(Xaa--Xaaneu)y)n (III) ((Xaa--Xaaneu)x(Xaa+-Xaaneu)y)n (IV) en las que Xaaneu representa un resto de aminoácido que tiene una carga neutra; Xaa+ representa un resto de aminoácido que tiene una carga positiva; Xaa- representa un resto de aminoácido que tiene una carga negativa; x e y son números enteros que tienen un valor de 1, 2, 3, o 4, independientemente; y n es un número entero que tiene un valor de 1-5, en la que los péptidos que se autoensamblan pueden formar una estructura de barrera autoensamblada que inhibe o previene el paso de fluido corporal o sustancias corporales a través de la estructura, en la que los péptidos que se autoensamblan comprenden además una secuencia de aminoácidos que interacciona con la matriz extracelular, en la que la secuencia de aminoácidos ancla los péptidos que se autoensamblan a la matriz extracelular, para su uso en un procedimiento para prevenir adherencias después de cirugía o herida en un sitio que lo necesite.

Description

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DESCRIPCION
Composiciones para prevenir adherencias y otras aplicaciones de barrera Campo de la invencion
La presente invencion pertenece, en general, al campo de formulaciones para aplicar a tejidos y prevenir adherencias y otras aplicaciones de barrera.
Antecedentes de la invencion
Las adherencias pueden estar presentes en el nacimiento (congenitas) o se pueden formar despues de cirugla o inflamacion abdominal. La mayorla de las adherencias tlpicamente se forman despues de cirugla. Las adherencias son mas comunes despues de procedimientos en el colon, apendice o utero que despues de cirugla de otros organos, tales como estomago, veslcula biliar o pancreas. El riesgo de desarrollar adherencias aumenta con el paso del tiempo despues de la cirugla.
Las adherencias abdominales son bandas de tejido cicatricial fibroso que se forman en oranos en el abdomen, haciendo que os organos se peguen entre si o a la pared del abdomen. Las adherencias intestinales son bandas de tejido fibroso que conectan los bucles de los intestinos entre si; los intestinos a otros organos abdominales; o los intestinos a la pared abdominal. Estas bandas pueden empujar secciones de los intestinos fuera de sitio y pueden bloquear el paso de alimento. En las personas que viven en palses desarrollados, este tejido cicatricial se desarrolla lo mas habitualmente despues de cirugla abdominal, en la que los organos son manipulados por el equipo quirurgico y son desplazados temporalmente de sus posiciones normales. El tejido cicatricial tambien se puede formar en personas que desarrollan peritonitis, una infeccion que se ha extendido a la membrana que cubre los organos abdominales. La peritonitis ocurre habitualmente despues de apendicitis u otras infecciones abdominales. Otra causa de adherencias es la endometriosis, una afeccion inflamatoria que afecta a mujeres y puede implicar al abdomen y traumatismo abdominal importante, incluyendo secciones de cesarea.
Las adherencias son una causa importante de obstruction intestinal. Las adherencias pueden causar obstruction parcial o completa de los intestinos. Los slntomas presentados debido a las adherencias dependen del grado y la localization de la obstruccion. Los slntomas incluyen calambres, dolor abdominal, vomitos, distension, una incapacidad para pasar gas y estrenimiento. Sin embargo, en un pequeno numero de personas que tienen adherencias, las bandas fibrosas del tejido cicatricial bloquean los intestinos bien completa o parcialmente. El bloqueo se llama una obstruccion intestinal, y conduce a la muerte en aproximadamente 5% de los casos. A veces, una zona del intestino que esta afectada por adherencias puede estar bloqueada y despues desbloqueada, causando slntomas que vienen y van. En aproximadamente 10% de las obstrucciones del intestino delgado, una parte del intestino se retuerce firmemente alrededor de una banda de adherencias. Esto corta el suministro de sangre normal al intestino retorcido, un trastorno conocido como estrangulacion, causando que la section del intestino muera. Cuando se produce esta urgencia, la persona debe someterse a cirugla inmediatamente, La tasa de mortalidad es tan alta como 37% en personas que desarrollan estrangulacion.
La adhesiolisis epidural percutanea y adhesiolisis endoscopica espinal son tecnicas de tratamiento del dolor intervencionistas usadas para tratar a los pacientes con dolor lumbar refractario debido a cicatriz epidural. Las inyecciones de esteroides epidurales estandar a menudo son ineficaces, en especial en pacientes con cirugla de espalda previa. Las adherencias en el espacio epidural pueden prevenir el flujo de medicamento a la zona objetivo; la lisis de estas adherencias puede mejorar el suministro del medicamento a las zonas afectadas, mejorando potencialmente la eficacia terapeutica de los medicamentos inyectados. Sin embargo, serla mas preferible la prevention de dichas adherencias.
Se han intentado muchos materiales diferentes como medios para prevenir las adherencias. La mayorla de estos son hidrogeles que se aplican en forma de soluciones en el momento de la cirugla. La eficacia de estos materiales varla debido a la rapida degeneration y/o al fracaso en la formation de una barrera suficientemente gruesa. Otros materiales funcionan solo en combination con farmacos antiproliferativos. No se ha mostrado que ninguno de estos materiales sea eficaz en un entorno altamente fluido, que normalmente esta presente durante la cirugla debido a la hemorragia y perdida de otros fluidos corporales.
Las patentes de EE.UU. n° 5.670.483, 6.548.630 y 7.098.028, de Zhang et al., describen peptidos anfifllicos que tienen restos hidrofobos e hidrofilos que alternan. Zhang alega que las membranas son potencialmente utiles en aplicaciones de biomateriales tales como sistemas de suministro de farmacos de difusion lenta, piel artificial y matrices de separation, y como modelos experimentales para la enfermedad de Alzheimer y encefalopatla espongiforme ovina. Sin embargo, Zhang no divulga el uso de dichos materiales para prevenir adherencias.
Los documentos WO 2007/142757 y U.S.S.N. 11/411.745 describen composiciones que incluyen peptidos con monomeros hidrofilos e hidrofobos que alternan, que permiten que se autoensamblen en condiciones fisiologicas, que se formulan para aplicacion a heridas.
El documento WO 2006/116524 se refiere a composiciones que incluyen materiales nanoestructurados o
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precursores de los mismos, que pueden incluir otras sustancias como vasoconstrictores.
El documento WO 2006/014570 se refiere a cadenas de peptidos anfifllicos que tienen aminoacidos hidrofilos e hidrofobos que alternan, en los que el peptido contiene al menos 8 aminoacidos, que son complementarios y estructuralmente compatibles, y se autoensamblan en un armazon macroscopico de lamina beta, en el que en el peptido al menos aproximadamente 75% de las cadenas tienen la misma secuencia.
El documento WO 2004/007532 se refiere a materiales que comprenden cintas, fibrillas o fibras caracterizados porque cada una de las cintas, fibrillas o fibras tiene una disposicion antiparalela de los peptidos en una estructura similar a cinta de lamina beta.
Sin embargo, estas aplicaciones no describen el uso de dichos materiales para prevenir las adherencias.
Por lo tanto, un objeto de la presente invencion es proporcionar composiciones para prevenir o minimizar las adherencias y para otras aplicaciones de barrera, que se pueden aplicar a tejidos o celulas que sangran o en presencia de fluidos.
Otro objeto de la presente invencion es proporcionar dicha composicion que se puede formular como un vendaje, pulverizador, recubrimiento o polvo.
Es un objeto adicional mas de la presente invencion proporcionar una composicion que se pueda usar para prevenir adherencias, pero que sea suficientemente transparente para permitir que el medico vea y trabaje a traves del material.
Breve sumario de la invencion
La invencion es como se define en las reivindicaciones que acompanan.
Se formulan composiciones que incluyen peptidos que se autoensamblan en condiciones fisiologicas, para aplicar a tejidos para prevenir adherencias u otras aplicaciones de barrera, tales como minimizar la contamination o infection (p. ej., de bacterias, hongos, virus u otros agente patogenos), limitar la expansion de metastasis despues de cirugla de cancer, o para el suministro de un agente terapeutico, de diagnostico o profilactico en una zona confinada, despues de detener sustancialmente la hemorragia o perdida de fluido.
En una realization, la composicion comprende peptidos que se autoensamblan que tienen una longitud en el intervalo de 6 a 200 aminoacidos y comprenden una secuencia de restos de aminoacidos que conforman una o mas
de las formulas I-IV:
((Xaaneu-Xaa+)x(Xaaneu-Xaa')y)n
(I)
((Xaaneu-Xaa')x(Xaaneu-Xaa+)y)n
(II)
((Xaa+-Xaaneu)x(Xaa'-Xaaneu)y)n
(III)
((Xaa'-Xaaneu)x(Xaa+-Xaaneu)y)n
(IV)
en las que Xaaneu representa un resto de aminoacido que tiene una carga neutra; Xaa+ representa un resto de aminoacido que tiene una carga positiva; Xaa' representa un resto de aminoacido que tiene una carga negativa; x e y son numeros enteros que tienen un valor de 1, 2, 3, o 4, independientemente; y n es un numero entero que tiene un valor de 1-5,
en la que los peptidos que se autoensamblan pueden formar una estructura de barrera autoensamblada, que inhibe o previene el paso de fluido corporal o sustancias corporales a traves de la estructura en la que los peptidos que se autoensamblan comprenden ademas una secuencia de aminoacidos que interacciona con la matriz extracelular, en la que la secuencia de aminoacidos ancla los peptidos que se autoensamblan a la matriz extracelular, para usar en un procedimiento para prevenir las adherencias despues de cirugla o herida en un sitio que lo necesite.
La concentration de los peptidos que se autoensamblan en cualquier formulation dada puede variar y puede ser aproximadamente 0,1% y 99%, inclusive, preferiblemente entre 0,1% y 10%. En una realizacion, la concentracion de los peptidos que se autoensamblan (p. ej., en una formulacion llquida) puede ser aproximadamente 0,1-3,0% (1-30 mg/ml) (p. ej., 0,1 -1,0%; 1,0-2,0%; 2,0-3,0% o 1,0-3,0%). La concentracion de peptidos que se autoensamblan puede ser mayor en soluciones madre y en formulaciones solidas (p. ej., en polvo). Las preparaciones solidas pueden tener una concentracion de peptidos que se autoensamblan que se acerca al 100% (p. ej., la concentracion de peptidos que se autoensamblan puede ser de 95, 96, 97, 98, 99% o mas (p. ej., 99,99%) de la composicion). Sea en forma llquida o solida, los peptidos se pueden llevar a la concentracion deseada antes de usar, por adicion de un diluyente farmaceuticamente aceptable (p. ej., agua desionizada), cargas o aceite. Las formulaciones pueden incluir un vehlculo farmaceuticamente aceptable o agentes terapeuticos, profilacticos o de diagnostico. Estos incluyen, pero no se limitan a antiinflamatorios, agentes vasoactivos, antiinfecciosos, anestesicos, factores de crecimiento y/o celulas. Se pueden anadir metales como quelantes o para disminuir mas la adherencia.
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La formulacion se puede administrar segun sea adecuado para el tratamiento de uno o mas trastornos o afecciones, tales como las indicadas antes. Por ejemplo, la formulacion se puede aplicar despues de reparar una herida o durante cirugla del pulmon, ojo o duramadre, o despues de una puncion epidural o lumbar, para prevenir o minimizar la formacion de adherencias. Los peptidos que se autoensamblan tambien se pueden usar para prevenir adherencias postlaminectomla (p. ej., adherencias en la cauda equina inducidas por laminectomla y adherencias despues de descompresion espinal (p. ej., adherencias de la duramadre). Los peptidos que se autoensamblan tambien se pueden usar como un bloqueo o filtro del sistema inmunitario, en particular en el caso de lesion de un organo o tejido, para prevenir la acumulacion de globulos rojos y/o la agregacion de plaquetas en el sitio de la herida. Esto se ha demostrado en heridas en el hlgado y cerebro.
En algunas realizaciones, los peptidos que se autoensamblan pueden permitir el paso de materiales seleccionados mientras que previenen el paso o introduccion de otros materiales, tales como bacterias, virus, hongos, etc.
La formulacion se puede aplicar como un hidrogel, laminado que incluye aceite o como una pulverizacion. En una realizacion, la formulacion se proporciona como un polvo seco o liofilizado que se puede administrar directamente en forma de un polvo o un comprimido, disco u oblea que se hidrata en el sitio de aplicacion, o suspendida o disuelta en un llquido, lo mas preferiblemente acuoso, y aplicar como una pulverizacion, pintura, inyeccion o un hidrogel que incluye un material tal como quitina, colageno, alginato o pollmero sintetico. En una realizacion preferida, los peptidos que se autoensamblan se proporcionan en combinacion con un aceite, cuya combinacion forma un laminado. En otra realizacion mas, la formulacion se proporciona como un vendaje, espuma o matriz, en la que los peptidos que se autoensamblan se pueden dispersar o absorber. La formulacion tambien podrla estar en forma de suturas, cintas o adhesivos. Las formulaciones llquidas se pueden proporcionar en una jeringa o pipeta que tiene un barril que contiene una composicion que incluye los peptidos que se autoensamblan y un medio para expulsar la composition de una punta abierta de la jeringa o pipeta (p. ej., un embolo o pera). La jeringa puede consistir en uno o mas compartimentos, de modo que la mezcla de los peptidos que se autoensamblan con uno o mas de otros agentes se produce en el momento de la aplicacion. Los compartimentos tambien pueden contener excipientes tal como un material que forma un hidrogel o adhesivo, en un compartimento y los peptidos que se autoensamblan en el otro compartimento. En otra realizacion, un compartimento puede contener liofilizado o partlculas de peptidos que se autoensamblan, y otro compartimento puede contener solution para disolver o hidratar los peptidos, o mezclado con otros polvos para la aplicacion en seco. Las composiciones llquidas y en polvo son estables, preferiblemente durante un periodo mayor de un ano, mas preferiblemente mayor de dos anos y lo mas preferiblemente mayor de tres anos.
Una o mas de las composiciones descritas en el presente documento se pueden proporcionar en kits, junto con instrucciones de uso. Por ejemplo, los kits pueden incluir una composicion biocompatible que incluye peptidos que se autoensamblan (o una solucion concentrada o formulacion en polvo de la misma, junto con un diluyente), y un vasoconstrictor, un agente colorante o un agente analgesico o anestesico e instrucciones para su combination (si no estan ya combinados) y uso (p. ej., dilution y administration). Los kits pueden incluir ademas uno o mas agentes adicionales descritos en el presente documento. Estos agentes pueden estar presente dentro de la composicion de autoensamblaje o envasados por separado, y pueden incluir uno o mas tipos de celulas biologicas, un antibiotico u otro agente terapeutico, colageno, un agente antiinflamatorio, un factor de crecimiento o un nutriente. El kit tambien puede incluir uno o mas de una jeringa (p. ej., una jeringa de cilindro o una pera de goma), una aguja, una pipeta, gasas, esponja, algodon, torundas, un vendaje, un desinfectante, un hilo quirurgico, tijeras, un escalpelo, un fluido esteril, una lata de pulverizador, incluyendo aquellos en los que una solucion llquida se pulveriza a traves de una bomba manual simple, un recipiente esteril, o guantes desechables. El kit tambien puede incluir uno o mas aditivos para variar la cinetica del ensamblaje del material dependiendo del entorno en que se van a usar los peptidos que se autoensamblan.
Descripcion detallada de la invencion
I. Formulaciones
“Adherencias”, como se usa en el presente documento, se refiere en general a tejido fibroso y/o tejido cicatricial unido a superficies de organos y/o tejidos, capaces de conectar, cubrir o deformar organos y/o tejido. Las adherencias pueden ser causadas por infecciones y/o cirugla previos. Las adherencias pueden ocurrir en una variedad de areas del cuerpo que incluyen, pero no se limitan a la zona pelvica, abdomen, intestino y organos reproductores, tales como trompas de Falopio u ovarios.
“Biocompatible”, como se usa en el presente documento, se refiere a la compatibilidad con el tejido vivo o un sistema vivo, no siendo toxico, danino o fisiologicamente reactivo y no causando rechazo inmunologico.
“Complementario” significa que tiene la capacidad de formar interacciones por enlaces ionicos o de hidrogeno entre restos hidrofilos de peptidos adyacentes en la estructura. Cada resto hidrofilo en un peptido forma enlace de hidrogeno o par ionico con un resto hidrofilo de un peptido adyacente, o esta expuesto al disolvente. El emparejamiento tambien puede implicar fuerzas de Van der Waals.
“Cantidad eficaz”, con referencia a un agente activo tal como un peptido o biomolecula que se autoensambla, agente
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farmaceutico, etc., se refiere a la cantidad necesaria para producir una respuesta biologica deseada. Como apreciaran los expertos en la materia, la cantidad eficaz de un agente puede variar dependiendo de factores tales como el punto final biologico deseado, el agente que se va a suministrar, la naturaleza del sitio en el que se va a suministrar el agente, la naturaleza de las afecciones para las que se administra el agente, etc. Por ejemplo, la cantidad eficaz de una composicion para el tratamiento de la retinopatla diabetica puede ser una cantidad suficiente para promover la recuperacion en una mayor extension que ocurrirla en ausencia de la composicion.
“Hemostasia” se refiere a la detencion de hemorragia.
“Prevenir” se refiere a hacer que no se produzca una afeccion, estado o enfermedad, o slntoma o manifestacion de estas, o empeoramiento de la gravedad de estas. La prevencion incluye reducir el riesgo de que se produzca una afeccion, estado o enfermedad, o slntoma o manifestacion de estas, o empeoramiento de la gravedad de estas.
“Reparacion”, usado en referencia a la reparacion de tejido en diferentes realizaciones de la invencion, puede incluir cualquier aspecto de restablecimiento anatomico o funcional de la afeccion o el tejido antes de una lesion, deterioro u otro dano. Por ejemplo, puede incluir restablecer la continuidad flsica entre partes del tejido que se separaron por lesion, deterioro u otro dano. Preferiblemente, dicho restablecimiento de la continuidad flsica incluye la reposicion o reconexion de las partes del tejido sin separacion apreciable mediante tejido de un tipo que no estaba presente antes de la herida, tal como tejido cicatricial. La reparacion puede, pero no es necesario, incluir crecimiento o desarrollo de nuevo tejido. “Reparar” y “curar” se usan de forma intercambiable en el presente documento.
“Autoensamblaje”, como se usa en el presente documento, se refiere al ensamblaje de moleculas en conjuntos unidos de forma no covalente, estables, definidos, que se mantienen juntos entre si por fuerzas intermoleculares. El ensamblaje puede ser espontaneo o inducido.
II. Materiales que se autoensamblan
A. Peptidos que se autoensamblan
El termino “peptido”, como se usa en el presente documento, incluye “polipeptido”, “oligopeptido” y “protelna”, y se refiere a una cadena de al menos dos restos de a-aminoacidos unidos entre si por enlaces covalentes (p. ej., enlaces peptldicos). Los peptidos utiles pueden variar en longitud siempre que retengan la capacidad de autoensamblaje en una medida util para uno o mas de los propositos descritos en el presente documento. El numero de restos de aminoacidos en el peptido puede estar en el intervalo de aproximadamente 6 a aproximadamente 200 restos, preferiblemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 64 restos, mas preferiblemente de aproximadamente 8 a aproximadamente 36 restos, lo mas preferiblemente de aproximadamente 8 a aproximadamente 24 restos. Los peptidos pueden ser de al menos seis aminoacidos de longitud (p. ej., 8 o 10 aminoacidos), al menos 12 aminoacidos de longitud (p. ej., 12 o 14 aminoacidos), o al menos 16 aminoacidos de longitud (p. ej., 16, 18, 20, 22, o 24 aminoacidos). Los peptidos que son de menos de 100 restos de aminoacidos de longitud, mas preferiblemente menos de aproximadamente 50 aminoacidos de longitud, se pueden ensamblar mas facilmente. En una realizacion, el peptido tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 16 restos. En otra realizacion, el peptido tiene de aproximadamente 12 a aproximadamente 20 restos. En otra realizacion mas, el peptido tiene de aproximadamente 16 a aproximadamente 20 restos. "Peptido" puede referirse a un peptido individual o a una coleccion de peptidos que tienen la misma o diferente secuencia, cualquiera de los cuales puede contener restos de a-aminoacidos naturales, restos de a-aminoacidos no naturales y combinaciones de los mismos. Los analogos de a-aminoacidos tambien son conocidos en la tecnica y se pueden usar alternativamente. En particular, se pueden usar, restos de D-a-aminoacidos.
Ademas, se pueden alterar o derivatizar uno o mas de los restos de aminoacidos en un peptido que se autoensambla por la adicion de una o mas entidades qulmicas que incluyen, pero no se limitan a grupos acilo, grupos carbohidratos, cadenas de carbohidratos, grupos fosfato, grupos farnesilo, grupos isofarnesilo, grupos acido graso, o un conector que permita la conjugation o funcionalizacion del peptido. Por ejemplo, se pueden modificar cualquiera o ambos extremos de un peptido dado. Por ejemplo, los grupos carboxilo y/o amino de los restos carboxilo y amino terminales, respectivamente pueden estar protegidos o no protegidos. Tambien se puede modificar la carga en un extremo. Por ejemplo, un grupo o radical tal como un grupo acilo (RCO-, donde R es un grupo organico (p. ej., un grupo acetilo (CH3CO-)) puede estar presente en el extremo N de un peptido para neutralizar una carga positiva “extra” que de lo contrario puede estar presente (p. ej., una carga que no resulta de la cadena lateral del aminoacido N-terminal). Igualmente, se puede usar un grupo tal como un grupo amina (RNH-, donde R es un grupo organico (p. ej., un grupo amino -NH2)) para neutralizar una carga negativa “extra” que de lo contrario puede estar presente en el extremo C (p. ej., una carga que no resulta de la cadena lateral del resto de aminoacido C terminal). Cuando se usa una amina, el extremo C lleva una amida (-CONHR). La neutralization de las cargas en un extremo puede facilitar el autoensamblaje. Un experto en la materia podra seleccionar otros grupos adecuados.
Los peptidos utiles tambien pueden ser ramificados, en cuyo caso contendran al menos dos pollmeros de aminoacidos, cada uno de los cuales consiste en al menos tres restos de aminoacidos unidos por enlaces peptldicos. Los dos pollmeros de aminoacidos pueden estar unidos por un enlace distinto de un enlace peptldico.
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Aunque las secuencias de los peptidos pueden variar, las secuencias utiles incluyen las que transmiten una naturaleza anfifllica a los peptidos (p. ej., los peptido pueden contener aproximadamente el mismo numero de restos de aminoacidos hidrofobos e hidrofilos), y los peptidos pueden ser complementarios y estructuralmente compatibles. Los peptidos complementarios tienen la capacidad de formar enlaces ionicos o de hidrogeno entre los restos (p. ej., restos hidrofilos) en peptidos adyacentes en una estructura. Por ejemplo, uno o mas restos hidrofilos en un peptido se pueden emparejar por enlace de hidrogeno o de forma ionica con uno o mas restos hidrofilos en un peptido adyacente. Los restos hidrofilos son aquellos restos que tlpicamente contienen un grupo funcional polar o un grupo funcional que esta cargado en condiciones fisiologicas. Los grupos funcionales de ejemplo incluyen, pero no se limitan a grupos acido carboxllico, grupos amino, grupos sulfato, grupos hidroxi, grupos halogeno, grupos nitro, grupos fosfato, etc. Los restos hidrofobos son aquellos restos que contienen grupos funcionales no polares. Los grupos funcionales de ejemplo incluyen, pero no se limitan a grupos alquilo, grupos alqueno, grupos alquino y grupos fenilo.
En una realization, el resto hidrofilo tiene la formula -NH-CH(X)-COO-, en la que X tiene la formula (CH2)yZ, en la que y = 0-8, preferiblemente 1-6, mas preferiblemente 1-4 y lo mas preferiblemente 1-3, y Z es un grupo funcional polar o cargado que incluye, pero no se limita a un grupo acido carboxllico, un grupo amino, un grupo sulfato, un grupo hidroxi, un grupo halogeno, un grupo nitro, un grupo fosfato, o un grupo funcional que contiene una amina cuaternaria. La cadena de alquilo puede tener una disposition lineal, ramificada o clclica. X tambien puede contener uno o mas heteroatomos en la cadena de alquilo y/o X puede estar sustituido con uno o mas sustituyentes adicionales. En una realizacion preferida, Z es un grupo acido carboxllico o un grupo amino. En una realizacion, el resto hidrofobo tiene la formula -NH-CH(X)-COO-, en la que X tiene la formula (CH2)yZ, en la que y = 0-8, preferiblemente 1-6, mas preferiblemente 1-4, y mas preferiblemente 1-3, y Z es un grupo funcional no polar, que incluye, pero no se limita a un grupo alquilo, un grupo alqueno, un grupo alquino o un grupo fenilo. La cadena de alquilo, alqueno o alquino puede tener una disposicion lineal, ramificada o clclica. X tambien puede contener uno o mas heteroatomos en la cadena de alquilo y/o X puede estar sustituido con uno o mas sustituyentes adicionales. En una realizacion preferida, X es un grupo alquilo tal como un grupo metilo.
Cuando se usan peptidos que se autoensamblan, se cree que sus cadenas laterales (o grupo R) se reparten en dos fases, una cara polar con cadenas laterales ionicas con carga positiva y/o negativa (p. ej., cadenas laterales que contienen grupos -OH, -NH, -CO2H, o -SH), y una cara no polar con cadenas laterales que se consideran neutras o no cargadas a pH fisiologico (p. ej., la cadena lateral de un resto alanina o restos que tienen otros grupos hidrofobos). Los restos de aminoacidos con cargas positivas y negativas en la cara polar de un peptido pueden formar pares ionicos complementarios con restos cargados de forma opuesta de otro peptido. Por lo tanto, estos peptidos se pueden llamar peptidos autocomplementarios ionicos. Si los restos ionicos alternan, con un resto con carga positiva y uno con carga negativa en la cara polar (-+-+- +-+), los peptidos se pueden describir como “modulo I”; si los restos ionicos alternan con dos restos con carga positiva y dos negativa (--++-++) en la cara polar, los peptidos se describen como “modulo II”; si los restos ionicos alternan con tres restos con carga positiva y tres negativa (+++—+++—) en la cara polar, los peptidos se describen como “modulo III;" si los restos ionicos alternan
con cuatro restos con carga positiva y cuatro negativa (++++ ++++ ) en la cara polar, se describen como
“modulo IV." Un peptido que tiene cuatro unidades que se repiten de la secuencia EAKA (SEQ ID NO: 111) se puede designar EAKA16-I (SEQ. ID NO: 410), y los peptidos que tienen otras secuencias se pueden describir por el mismo convenio.
Restos no emparejados puede interaccionar (p. ej., formar enlaces de hidrogeno, etc.) con el disolvente. Las interacciones peptido-peptido tambien pueden implicar fuerzas de Van der Waals y/o fuerzas que no constituyen enlaces covalentes. Los peptidos son estructuralmente compatibles cuando son capaces de mantener una distancia intrapeptido suficientemente constante para permitir el autoensamblaje y la formation de estructura. La distancia intrapeptido puede variar. La “distancia intrapeptido”, como se usa en el presente documento, se refiere a la media de un numero de distancias representativas entre restos de aminoacidos adyacentes. En una realizacion, la distancia intrapeptido es menor de aproximadamente 4 angstroms, preferiblemente menor de aproximadamente 3, mas preferiblemente menor de aproximadamente 2 angstroms, y lo mas preferiblemente menor de aproximadamente 1 angstrom. La distancia intrapeptido puede ser, no obstante, mayor que esta. Estas distancias se pueden calcular basandose en la modelizacion molecular o basandose en un procedimiento simplificado descrito en la patente de EE.UU. N° 5.670.483 de Zhang et al.
Las estructuras descritas en el presente documento se pueden formar por autoensamblaje de los peptidos descritos en las patentes de EE.UU. n° 5.670.483; 5.955.343; 6.548.630; y 6.800.481 de Zhang et al.; Holmes et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97:6728-6733 (2000); Zhang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90:3334-3338 (1993); Zhang et al., Biomaterials, 16:1385-1393 (1995); Caplan et al., Biomaterials, 23:219-227 (2002); Leon et al., J. Biomater. Sci. Polym. Ed., 9:297-312 (1998); y Caplan et al., Biomacromolecules, 1:627-631 (2000).
Se pueden usar peptidos que se autoensamblan que contienen restos de aminoacidos hidrofobos e hidrofilos que alternan. Los ejemplos de peptidos hidrofobos e hidrofilos representativos se dan en la tabla 1.
Tabla 1. Peptidos que se autoensamblan representatives
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Secuencia (N^C)___________________________
n-SGSGSGSGSGSGSGSG-c (SEQ ID NO: 2) n-SASASASASASASASA-c (SEQ ID NO: 3) n-SVSVSVSVSVSVSVSV-c (SEQ ID NO: 4) n-SLSLSLSLSLSLSLSL-c (SEQ ID NO: 5) n-SISISISISISISISI-c (SEQ ID NO: 6) n-SMSMSMSMSMSMSMSM-c (SEQ ID NO: 7) n-SFSFSFSFSFSFSFSF-c (SEQ ID NO: 8) n-SWSWSWSWSWSWSWSW-c (SEQ ID NO: 9) n-SPSPSPSPSPSPSPSP-c (SEQ ID NO: 10) n-TGTGTGTGTGTGTGTG-c (SEQ ID NO: 11) n-TATATATATATATATA-c (SEQ ID NO: 12) n-TVTVTVTVTVTVTVTV-c (SEQ ID NO: 13) n-TLTLTLTLTLTLTLTL-c (SEQ ID NO: 14) n-TITITITITITITITI-c (SEQ ID NO: 15) n-TMTMTMTMTMTMTMTM-c (SEQ ID NO: 16) n-TFTFTFTFTFTFTFTF-c (SEQ ID NO: 17) n-TWTWTWTWTWTWTWTW-c (SEQ ID NO: 18) n-TPTPTPTPTPTPTPTP-c (SEQ ID NO: 19) n-CGCGCGCGCGCGCGCG-c (SEQ ID NO: 20) n-CACACACACACACACA-c (SEQ ID NO: 21) n-CVCVCVCVCVCVCVCV-c (SEQ ID NO: 22) n-CLCLCLCLCLCLCLCL-c (SEQ ID NO: 23) n-CICICICICICICICI-c (SEQ ID NO: 24) n-CMCMCMCMCMCMCMCM-c (SEQ ID NO: 25) n-CFCFCFCFCFCFCFCF-c (SEQ ID NO: 26) n-CWCWCWCWCWCWCWC-c (SEQ ID NO: 27) n-CPCPCPCPCPCPCPCP-c (SEQ ID NO: 28) n-YGYGYGYGYGYGYGYG-c (SEQ ID NO: 29) n-YAYAYAYAYAYAYAYA-c (SEQ ID NO: 30) n-YVYVYVYVYVYVYVYV-c (SEQ ID NO: 31) n-YLYLYLYLYLYLYLYL-c (SEQ ID NO: 32) n-YIYIYIYIYIYIYIYI-c (SEQ ID NO: 33) n-YMYMYMYMYMYMYMYM-c (SEQ ID NO: 34) n-YFYFYFYFYFYFYFYF-c (SEQ ID NO: 35) n-YWYWYWYWYWYWYWYW-c (SEQ ID NO: 36) n-YPYPYPYPYPYPYPYP-c (SEQ ID NO: 37) n-NGNGNGNGNGNGNGNG-c (SEQ ID NO: 38) n-NANANANANANANANA-c (SEQ ID NO: 39) n-NVNVNVNVNVNVNVNV-c (SEQ ID NO: 40) n-NLNLNLNLNLNLNLNL-c (SEQ ID NO: 41) n-NINININININININI-c (SEQ ID NO: 42) n-NMNMNMNMNMNMNMNM-c (SEQ ID NO: 43) n-NFNFNFNFNFNFNFNF-c (SEQ ID NO: 44) n-NWNWNWNWNWNWNWNW-c (SEQ ID NO: 45) n-NPNPNPNPNPNPNPNP-c (SEQ ID NO: 46) n-QGQGQGQGQGQGQGQG-c (SEQ ID NO: 47) n-QAQAQAQAQAQAQAQA-c (SEQ ID NO: 48) n-QVQVQVQVQVQVQVQV-c (SEQ ID NO: 49) n-QLQLQLQLQLQLQLQL-c (SEQ ID NO: 50) n-QIQIQIQIQIQIQIQI-c (SEQ ID NO: 51) n-QMQMQMQMQMQMQMQM-c (SEQ ID NO: 52) n-QFQFQFQFQFQFQFQF-c (SEQ ID NO: 53) n-QWQWQWQWQWQWQWQW-c (SEQ ID NO: 54) n-QPQPQPQPQPQPQPQP-c (SEQ ID NO: 55) n-AEAKAEAKAEAKAEAK-c (SEQ ID NO: 56) n-RADARADARADARADA-c (SEQ ID NO: 1) n-RAEARAEARAEARAEA-c (SEQ ID NO: 58) n-KADAKADAKADAKADA-c (SEQ ID NO: 59)
Se pueden usar otros peptidos o protelnas en combinacion o de forma alterna con las composiciones o peptidos que se autoensamblan descritos. Se observara que los peptidos adicionales pueden incluir otros peptidos o protelnas 5 que se autoensamblan. Alternativamente, el peptido puede ser peptidos que no se autoensamblan. Los peptidos,
protelnas o variantes qulmicamente modificadas adicionales de los mismos incluyen, pero no se limitan a los peptidos proporcionados en la tabla 2.
Tabla 2. Peptidos adicionales
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Pmp-Y(Me)-I-T-N-C-P-Orn-Y-NH2 (SEQ ID NO: 60) Mpr-Y-F-Q-N-C-P-R (SEQ ID NO: 61) C-Y-F-Q-N-C-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 62) C-Y-F-Q-N-C-P-R (SEQ ID NO: 63) C-Y-Ile-Q-N-C-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 64) Y-F-Q-N-Asu-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 65) Y-Ile-Q-N-Asu-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 66) Mpr-D-PiridilAnina-F-Q-N-C-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 67) Desamino-Pen-Y-F-V-N-C-P-DR-G-NH2 (SEQ ID NO: 68) Mpr-Y-F-Q-N-C-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 69) Mpr-Y-F-Q-N-C-P-DR-G-NH2 (SEQ ID NO: 70) Mpr-Y-F-Q-N-C-P-K (SEQ ID NO: 71) C-Y-F-Q-N-C-P-K-G-NH2 (SEQ ID NO: 72) C-Y-F-Q-N-C-P-K (SEQ ID NO: 73) Mpr-Y-F-V-N-C-P-DR-G-NH2 (SEQ ID NO: 74) C-F-Ile-Q-N-C-P-Orn-G-NH2 (SEQ ID NO: 75) Pmp-DY(OEt)-F-V-N-C-P-Cit-G-NH2 (SEQ ID NO: 76) Pmp-Y(OEt)-F-V-N-C-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 77) Pmp-Y(Me)-F-Q-N-C-P-R-G-NH2 (SEQ ID NO: 78) Pmp-Y(Me)-I-Q-N-C-P-Orn-G-NH2 (SEQ ID NO: 79) G-DR-G-D-S-P (SEQ ID NO: 80)
G-DR-G-D-S-P-A-S-S-K (SEQ ID NO: 81)
G-P-R
G-Pen-G-R-G-D-S-P-C-A (SEQ ID NO: 82)
GRADSP (SEQ ID NO: 83)
GRGD-DS-P (SEQ ID NO: 84)
GRGDNP (SEQ ID NO: 85)
GRGDS (SEQ ID NO: 86)
GRGDSP (SEQ ID NO: 87)
GRGDSPC (SEQ ID NO: 88)
GRGDSPK (SEQ ID NO: 89)
GRGDTP (SEQ ID NO: 90)
GRGES (SEQ ID NO: 91)
GRGESP (SEQ ID NO: 92)
GRGETP (SEQ ID NO: 93)
KGDS (SEQ ID NO: 94)
GAVSTA (SEQ ID NO: 95)
WTVPTA (SEQ ID NO: 96)
TDVNGDGRHDL (SEQ ID NO: 97)
REDV (SEQ ID NO: 98)
RGDC (SEQ ID NO: 99)
RGDS (SEQ ID NO: 100)
RGDSPASSKP (SEQ ID NO: 101)
RGDT (SEQ ID NO: 102)
RGDV (SEQ ID NO: 103)
RGES (SEQ ID NO: 104)
SDGR (SEQ ID NO: 105)
SDGRG (SEQ ID NO: 106)
YRGDS (SEQ ID NO: 107)
EGVNDNEEGFFSAR (SEQ ID NO: 108) YADSGEGDFLAEGGGVR (SEQ ID NO: 109) Glp-GVNDNEEGFFSARY (SeQ ID NO: 110)__________
Pmp = fosfato de piridoxamina
Mpr = 3-mercaptopropionilo
Desamino-Pen = desamino-penicilamina
Pen = penicilamina
Asu = aminosuccinilo
OEt = etoxi
Me = metilo
Cit = citrulina
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Se pueden generar otros peptidos que se autoensamblan utiles, que difieren, por ejemplo, de los ilustrados por un solo resto de aminoacido o por multiples restos de aminoacidos (p. ej., por inclusion o exclusion de un cuarteto que se repite). Por ejemplo, se pueden incorporar uno o mas restos de cistelna en los peptidos, y estos restos se pueden unir unos con otros por la formation de enlaces disulfuro. Las estructuras unidas de esta forma pueden tener una mayor resistencia mecanica con respecto a estructuras hechas con peptidos comparables que no incluyen restos de cistelna y por lo tanto no son capaces de formar enlaces disulfuro.
Los restos de aminoacidos en los peptidos que se autoensamblan pueden ser restos de aminoacidos que se encuentran de forma natural o no naturales. Los aminoacidos que se encuentran de forma natural pueden incluir restos de aminoacidos codificados por el codigo genetico estandar, as! como aminoacidos no estandar (p. ej., aminoacidos que tienen la configuration D en lugar de la configuration L), as! como los aminoacidos que se pueden formar por modificaciones de los aminoacidos estandar (p. ej., pirrolisina o selenocistelna). Los aminoacidos no naturales no se encuentran o no se han encontrado en la naturaleza, pero se pueden incorporar en una cadena de peptido. Los aminoacidos no naturales adecuados incluyen, pero no se limitan a D-aloisoleucina acido (2R,3S)-2- amino-3-metilpentanoico, L-ciclopentilglicina acido (S)-2-amino-2-ciclopentilacetico. Se pueden encontrar otros ejemplos de aminoacidos no naturales en los libros de texto o en internet (p. ej., un sitio mantenido por el Instituto de Tecnologla de California que presenta estructuras de aminoacidos no naturales que se han incorporado satisfactoriamente en protelnas funcionales. Los restos de aminoacidos no naturales y derivados de aminoacidos descritos en la publication de solicitud de patente de EE.UU. n° 2004/0204561 de Ellison.
Los peptidos que se autoensamblan se pueden sintetizar qulmicamente o purificar de fuentes naturales o de fuentes producidas de forma recombinante por procedimientos bien conocidos en la materia. Por ejemplo, se pueden sintetizar peptidos usando qulmica de f-moc estandar y purificar usando cromatografla llquida de alta presion (HPLC).
Los peptidos autocomplementarios tales como EAKA16-I (SEQ. ID NO. 410), RADA16-I (SEQ. ID NO. 1), RAEA16-I (SEQ. Id NO. 58), y KADA16-I (SEQ. ID NO. 59) se describen en Zhang, S., et al. ((1999) “Peptide self-assembly in functional polymer science and engineering”. Reactive & Functional Polymers, 41, 91-102). Los peptidos que se autoensamblan comprenden una secuencia de restos de aminoacidos que conforman una o mas de las formulas I- IV.

((Xaaneu-Xaa+)x(Xaaneu-Xaa-)y)n (I)

((Xaaneu-Xaa-)x(Xaaneu-Xaa+)y)n (II)

((Xaa+-Xaaneu)x(Xaa--Xaaneu)y)n (III)

((Xaa--Xaaneu)x(Xaa+-Xaaneu)y)n (IV)
en las que Xaaneu representa un resto de aminoacido que tiene una carga neutra; Xaa+ representa un resto de aminoacido que tiene una carga positiva; Xaa_ representa un resto de aminoacido que tiene una carga negativa; x e y son numeros enteros que tienen un valor de 1, 2, 3, o 4, independientemente; y n es un numero entero que tiene un valor de 1-5. Los peptidos con modulo I (es decir, peptidos que tienen grupos R con carga positiva y negativa alternados en un lado (p. ej., la cara polar de la lamina p) se describen mediante cada una de las formulas I-IV, donde x e y son 1. Los peptidos de modulo II (es decir, peptidos que tienen dos restos que llevan un tipo de carga (p. ej., una carga positiva) seguido de dos restos que llevan otro tipo de carga (p. ej., una carga negativa) se describen por las mismas formulas donde x e y son 2. Los ejemplos de peptidos de modulo III (es decir, peptidos que tienen tres restos que llevan un tipo de carga (p. ej., una carga positiva) seguido de tres restos que llevan otro tipo de carga (p. ej., una carga negativa) incluyen, pero no se limitan a RARARADADADA (SEQ. ID NO. 112) y RARARARADADADADA (SEQ. ID NO. 113).
Otros restos hidrofilos que forman enlaces de hidrogeno que incluyen, pero no se limitan a asaparagina y glutamina, se pueden incorporar en los peptidos. Si los restos de alanina en los peptidos se cambian por restos mas hidrofobos, tales como leucina, isoleucina, fenilalanina o tirosina, los peptidos resultantes tienen una mayor tendencia a autoensamblarse y formar matrices de peptidos con resistencia mayor. Algunos peptidos que tienen secuencias de aminoacidos y longitudes similares a los peptidos descritos en el presente documento, forman helices alfa o espirales aleatorias, en lugar de laminas beta, y no forman estructuras macroscopicas. Por lo tanto, ademas de la autocomplementaridad, es probable que otros factores sean importantes para la formacion de estructuras macroscopicas, tales como la longitud del peptido, el grado de interaccion intermolecular, y la capacidad para formar matrices escalonadas.
Las estructuras basadas en peptidos se pueden formar de mezclas heterogeneas de peptidos (es decir, mezclas que contienen mas de un tipo de peptido que se ajustan a una formula dada o dos o mas de las formulas). En algunas realizaciones, cada uno de los tipos de peptidos en la mezcla es capaz de autoensamblarse solo. En otras realizaciones, uno o mas de cada tipo de peptido no se autoensamblaran solos, pero la combination de peptidos heterogeneos puede autoensamblarse (es decir, peptidos en la mezcla son complementarios y estructuralmente compatibles entre si). Por lo tanto, se puede usar una mezcla homogenea de peptidos autocomplementarios y
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autocompatibles de la misma secuencia o que contienen la misma subunidad que se repite, o una mezcla heterogenea de diferentes peptidos, que son complementarios y estructuralmente compatibles entre si.
En una realizacion preferida, se pueden anadir una o mas secuencias de aminoacidos cortas que ayudan al autoensamblaje (denominadas secuencias de ayuda al ensamblaje) a una mezcla homogenea o heterogenea de secuencias de aminoacidos que solas no se autoensamblan. Las secuencias de ayuda al ensamblaje contienen aminoacidos que son complementarios de los aminoacidos en las secuencias en la mezcla. Las secuencias de ayuda al ensamblaje pueden contener cualquier numero de aminoacidos. Preferiblemente, las secuencias de ayuda al ensamblaje contienen al menos 4 aminoacidos. Las secuencias de ayuda al ensamblaje pueden contener un conector flexible entre los aminoacidos que ayudan al autoensamblaje. Por ejemplo, la secuencia que ayuda al ensamblaje puede contener una pareja, una trlada o un cuarteto de aminoacidos que ayudan al ensamblaje en el extremo de la secuencia que se conectan por un conector flexible. Las secuencias de ayuda al ensamblaje adecuadas incluyen, pero no se limitan a RADA (SEQ ID NO: 57) y EAKA (SEQ ID NO: 1111).
Los conectores adecuados incluyen, pero no se limitan a uniones basadas en eter tales como polietilenglicol (PEG), 3-(2-piridilditio)propionato de N-succinimidilo (SPDP, espaciador de 3 y 7 atomos), SPDp de cadena larga (espaciador de 12 atomos), (succinimidiloxicarbonil- a-metil-2-(2-piridilditio)tolueno) (SMPT, espaciador de 8 atomos), 4-(N-maleimidometil)ciclohexano-1-carboxilato de succinimidilo) (SMCC, espaciador de 11 atomos) y 4-(N- maleimidometil)ciclohexano-1-carboxilato de sulfosuccinimidilo, (sulfo-SMCC, espaciador de 11 atomos), ester de m- maleimidobenzoil-N-hidroxisuccinimida (MBS, espaciador de 9 atomos), ester de N-(y-
maleimidobutiriloxi)succinimida (GMBS, espaciador de 8 atomos), ester de N-(Y-maleimidobutiriloxi)sulfosuccinimida (sulfo-GMBS, espaciador de 8 atomos), 6-((yodoacetil)amino)hexanoato de succinimidilo (SIAX, espaciador de 9 atomos), 6-(6-(((4- iodoacetil)amino)hexanoil)amino)hexanoatp de succinimidilo (SIAXX, espaciador de 16 atomos), y yodoacetato de p-nitrofenilo (NPIA, 2 espaciador de 2 atomos). Un experto en la materia tambien reconocera que se puede usar una serie de otros conectores con diferentes numeros de atomos.
Las composiciones descritas en el presente documento independientemente de la forma precisa (p. ej., sea en una forma llquida o moldeada) e independientemente de las composiciones en general (p. ej., si estan combinadas con otro agente, contenidas en un dispositivo o envasadas en un kit) pueden incluir una mezcla de una o mas cadenas de peptidos.
Se pueden formar estructuras autoensambladas que tienen diferentes grados de rigidez o elasticidad. Las estructuras tlpicamente tienen un modulo elastico bajo (p. ej., un modulo elastico en el intervalo de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1000 kPa, preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 kPa, mas preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 kPa, medido por procedimientos estandar, tal como en un reometro de cono-placa estandar). Pueden ser preferidos valores bajos, ya que permiten la deformacion de la estructura como resultado de movimiento, en respuesta a la presion, en el caso de contraction celular. Mas especlficamente, se puede controlar la rigidez de una variedad de formas, que incluyen cambio de la longitud, secuencia y/o concentration de las moleculas precursoras (es decir, peptidos que se autoensamblan). Tambien se pueden usar otros procedimientos para aumentar la rigidez. Por ejemplo, se puede unir a los precursores moleculas de biotina o cualquier otra molecula que posteriormente se pueda reticular o unir de otra forma una con otra. Las moleculas (p. ej., biotina) se pueden incluir en un extremo N- o C- de un peptido o unir a uno o mas restos entre los extremos. Cuando se usa biotina, la reticulation se puede lograr por la posterior adicion de avidina. Los peptidos que contienen biotina o peptidos que contienen otras moleculas reticulables estan dentro del alcance de la presente invention. Por ejemplo, se pueden incorporar restos de aminoacidos con grupos polimerizables, que incluyen, pero no se limitan a grupos vinilo, y reticular por exposition a la luz UV. La extension de la reticulacion se puede controlar con precision por aplicacion de la radiation durante un periodo de tiempo predeterminado. La extension de la reticulacion se puede determinar por dispersion de la luz, filtration en gel o microscopla electronica de barrido, usando procedimientos bien conocidos en la materia. Ademas, la reticulacion se puede examinar por HPLC o analisis de espectrometrla de masas de la estructura despues de digestion con una proteasa, tal como metaloproteasas de la matriz. La resistencia del material se puede determinar antes y despues de la reticulacion. Independientemente de si se logra la reticulacion mediante un agente qulmico o energla de la luz, las moleculas se pueden reticular en el transcurso de la creation de un molde o cuando las soluciones que contienen peptidos se aplican al cuerpo. Ademas, las cadenas de peptidos que se autoensamblan se pueden reticular para formar un patron de tipo red de arana para reforzar el material in vivo. Las reticulaciones sirven para reforzar el material proporcionando mayor rigidez y resistencia. Por ejemplo, se pueden aplicar peptidos que se autoensamblan a una herida, en los que la periferia de los peptidos que se autoensamblan esta funcionalizada con grupos polimerizables. Tras la reticulacion, la periferia de los peptidos que se autoensamblan se vuelve mas rlgida, anclando los peptidos al sitio de la herida, mientras que el interior de los peptidos que se autoensamblan permanece flexible para moverse cuando se mueve el cuerpo.
La semivida (p. ej., la semivida in vivo) de las estructuras tambien se puede modular incorporando sitios de escision de proteasa o peptidasa en los precursores que posteriormente forman una estructura dada. Las proteasas o peptidasas que se encuentran de forma natural in vivo o que se introducen (p. ej., por un cirujano) despues pueden promover la degradacion por escision de sus sustratos cognados.
Se pueden hacer combinaciones de cualquiera de las modificaciones descritas aqul. Por ejemplo, se pueden usar
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peptidos que se autoensamblan que incluyen un sitio de escision de proteasa y un resto de cistelna y/o un agente de reticulacion, kits y dispositivos que los contienen, y procedimientos de uso de los mismos.
Las estructuras de peptidos formadas a partir de cualquiera de los peptidos que se autoensamblan por cualquier procedimiento se pueden caracterizar usando diferentes tecnicas bioflsicas y opticas, tales como dicrolsmo circular (CD), dispersion de la luz dinamica, infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), microscopla de fuerza atomica (ATM) (tension), microscopla electronica de barrido (SEM) y microscopla electronica de transmision (TEM). Por ejemplo, se pueden usar procedimientos bioflsicos para determinar el grado de estructura secundaria de lamina beta en la estructura del peptido. El tamano de filamentos y de poros, diametro de las fibras, longitud, elasticidad y fraccion en volumen, se pueden determinar usando analisis de imagenes cuantitativo de micrograflas electronicas de barrido y/o transmision. Las estructuras tambien se pueden examinar usando varias tecnicas de ensayo mecanico estandar para medir la extension del hinchamiento, el efecto del pH y la concentracion de iones en la formation de estructura, el nivel de hidratacion en diferentes condiciones, la resistencia a la traction, as! como la forma en la que diferentes caracterlsticas cambian a lo largo del periodo de tiempo requerido para que las estructuras se formen y degraden. Estos procedimientos permiten al experto en la materia determinar cual de las diferentes alternativas y peptidos descritos en el presente documento, son mas adecuados para usar en los diferentes procedimientos, y permite la optimization de diferentes procedimientos.
En otra realization, se describen en el presente documento peptidos que se autoensamblan que se pueden anclar o interaccionar con la matriz extracelular (ECM) estructural en los bordes de vasos sangulneos y/o tejidos. Estos peptidos que se autoensamblan tlpicamente tienen secciones hidrofobas y/o hidrofilas que permiten que el material reaccione o interaccione con glucoprotelnas encontradas en la ECM.
Preferiblemente, los peptidos que se autoensamblan cuando se descomponen no producen ninguna toxicidad secundaria. Ademas, el producto descompuesto de los peptidos que se autoensamblan serla adecuado para el crecimiento y reparation de tejidos que lo rodean.
1. Otros materiales que se autoensamblan
Otra realizacion proporciona peptidos que se autoensamblan que tienen un segmento de restos que tienen una carga positiva en condiciones fisiologicas unida a un segmento de restos que tienen una carga negativa en condiciones fisiologicas. El segmento de restos con carga positiva o negativa puede incluir de aproximadamente 2 a aproximadamente 50 restos de aminoacidos, tlpicamente de aproximadamente 3 a aproximadamente 30 restos, mas tlpicamente de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 restos de aminoacidos. En otra realizacion, aproximadamente la mitad de los restos del peptido que se autoensambla tienen carga positiva y la otra mitad del peptido que se autoensambla tiene restos de aminoacidos con carga negativa. Una combination de estos peptidos se puede autoensamblar emparejando el extremo positivo de un primer peptido que se autoensambla con el extremo negativo de un segundo peptido que se autoensambla. El extremo negativo del primer peptido que se autoensambla se emparejara o se alineara con el extremo positivo del segundo peptido que se autoensambla. Los peptidos que se autoensamblan se apilaran o agregaran basandose en los extremos opuestos de los peptidos que se autoensamblan que son atacados basado en la carga en composiciones fisiologicas. Una realizacion representativa proporciona un peptido que se autoensambla que tiene la siguiente secuencia RRRR-DDDD (SEQ ID NO: 114) o GGGG-SSSS (SEQ ID NO: 115).
En otra realizacion mas, el peptido que se autoensambla tiene una primera region hidrofoba operativamente unida a una primera region hidrofila. La primera region hidrofoba puede incluir un segmento de restos de aminoacidos que tienen cadenas laterales hidrofobas en condiciones fisiologicas. La primera region hidrofila puede incluir un segmento de restos de aminoacidos que tienen cadenas laterales hidrofilas en condiciones fisiologicas. En esta realizacion, los extremos hidrofobos de los peptidos que se autoensamblan se ensamblaran con otros extremos hidrofobos y los extremos hidrofilos se ensamblarlan con otros extremos hidrofilos. El ensamblaje se puede controlar alterando el entorno de los peptidos. Dichos materiales se podrlan usar para recubrir el interior de una luz. Los extremos hidrofobos probablemente interaccionarlan con la ECM de la superficie de la luz sellando la superficie mientras que los extremos hidrofilos se extienden hacia el centro de la luz. Los fluidos continuarlan fluyendo a traves de la luz. Puesto que los peptidos que se autoensamblan se degradan y/o eliminan de la superficie de la luz, los peptidos fluirlan desde otras areas y de nuevo se anclarlan en la superficie de la luz, as! la composition actua como un deposito que proporciona nuevos peptidos segun sea necesario. Alternativamente, se podrlan administrar peptidos que se autoensamblan adicionales para sustituir peptidos que se gastan o se han degradado. En otra realizacion, los peptidos que se autoensamblan se pueden usar como parches dinamicos, por ejemplo, en el tratamiento de ulceras o para usar en el intestino.
Otra realizacion proporciona un peptido que se autoensambla que contiene un segmento de restos que tienen una carga positiva o negativa en condiciones fisiologicas. Las secuencias de aminoacidos representativas para los peptidos que se autoensamblan con carga positiva incluyen, pero no se limitan a KKKK (SEQ ID NO: 116), RRRR (SEQ ID NO: 117), o HHHH (SEQ ID NO: 118). Las secuencias de aminoacidos representativas para los peptidos que se autoensamblan con carga negativa incluyen, pero no se limitan a DDDD (SEQ ID NO: 119) o EEEE (SEQ ID NO: 120). Cuando se combinan, una cadena de restos de aminoacidos con carga positiva se alineara en paralelo y opuesta a una cadena de restos de aminoacidos con carga negativa. En algunas realizaciones, las cadenas de
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aminoacidos de carga positiva se alternaran con cadenas de aminoacidos de carga negativa para formar una estructura de multiples capas.
Otra realization mas proporciona peptidos que se autoensamblan que tienen una combination de restos de aminoacidos polares hidrofilos y restos de aminoacidos no polares hidrofobos en condiciones fisiologicas. El uno o mas restos hidrofilos pueden alternar con uno o mas restos hidrofobos. Por ejemplo, la secuencia de aminoacidos de un peptido que se autoensambla puede ser GQGQ (SEQ ID NO: 121), GGQQGG (SEQ ID NO: 122), GQQGQQG (SEQ ID nO: 123), GGQGGQgG (SEQ ID NO: 124), etc. Se observara que el reparto de un peptido que se autoensambla en un entorno polar o no polar, se puede controlar alterando la relacion de restos de aminoacidos hidrofobos a restos de aminoacidos hidrofilos, en la que una relation mayor de 1:1 indica que el peptido se reparte mas en condiciones hidrofobas comparado con las condiciones hidrofilas. Una relacion menor de 1:1 indica que el peptido se reparte mas en condiciones hidrofilas comparado con condiciones hidrofobas.
Se pueden hacer combinaciones de cualquiera de las modificaciones descritas aqul. Por ejemplo, se pueden usar peptidos que se autoensamblan que incluyen un sitio de escision de proteasa y un resto de cistelna y/o un agente de reticulation, kits y dispositivos que los contienen, y procedimientos de uso de los mismos. Las composiciones se pueden usar para prevenir o limitar el movimiento de un fluido corporal, para estabilizar tejido o celulas, o para prevenir la contaminacion cuando se administra a un sitio que lo necesite. Las composiciones pueden ser en forma de un polvo seco, una pastilla, un disco, un comprimido, una capsula, un llquido, un gel, una crema, una espuma, una pomada, una emulsion, un recubrimiento de una endoprotesis, cateter o implante medico, los peptidos incorporados en una micropartlcula, una matriz polimerica, un hidrogel, una tela, un vendaje, una sutura o una esponja.
B. Formation de peptidos que se autoensamblan
Antes del autoensamblaje, los peptidos que se autoensamblan pueden estar contenidos (p. ej., disueltos) en una solution que carece sustancialmente de iones (p. ej., iones monovalentes) o que contiene una concentration suficientemente baja de iones para prevenir el autoensamblaje significativo (p. ej., una concentracion de iones menor de 10, 5, 1 o 0,1 mM). El autoensamblaje se puede iniciar o potenciar en cualquier tiempo posterior por la adicion de un soluto ionico o diluyente a una solucion del material o por un cambio en el pH. Por ejemplo, el NaCl en una concentracion de entre aproximadamente 5 mM y 5 M puede inducir ensamblaje de estructuras macroscopicas en un periodo de tiempo corto (p. ej., en unos pocos minutos). Las concentraciones menores de NaCl tambien pueden inducir el ensamblaje, pero a una velocidad mas lenta. Alternativamente, el autoensamblaje se puede iniciar o potenciar introduciendo los peptidos (sea en seco, en un gel semisolido, o disueltos en una solucion llquida que carece sustancialmente de iones) en un fluido (p. ej., un fluido fisiologico tal como sangre o jugo gastrico) o una zona (p. ej., una cavidad corporal tal como la nariz o la boca o una cavidad expuesta por un procedimiento quirurgico) que comprende dichos iones. El gel no tiene que estar preformado antes de la aplicacion al sitio deseado. En general, se espera que el autoensamblaje ocurra tras el contacto de los peptidos con dicha solucion en cualquier manera.
Se puede usar una amplia variedad de iones, incluyendo aniones y cationes (sean divalentes, monovalentes o trivalentes). Por ejemplo, se puede promover una transition de fase por exposition a cationes monovalentes tales como Li+, Na+, K+, y Cs+. La concentracion de dichos iones necesaria para inducir o potenciar el autoensamblaje tlpicamente es al menos 5 mM (p. ej., al menos 10, 20 o 50 mM). Concentraciones menores tambien facilitan el ensamblaje, aunque a una velocidad reducida. Cuando se desee, los peptidos que se autoensamblan se pueden suministrar con un material hidrofobo (p. ej., un aceite farmaceuticamente aceptable) en una concentracion que permite el autoensamblaje, pero a menor velocidad. Cuando los peptidos que se autoensamblan se mezclan con un agente hidrofobo tal como un aceite o llpido, el ensamblaje de los peptidos forma diferentes estructuras. La parte hidrofila de la molecula se ensamblara de modo que se minimice la interaction hidrofoba-hidrofila, creando as! una barrera entre los dos entornos. Varios experimentos han mostrado que los peptidos que se autoensamblan se alinearan sobre la superficie del aceite como hielo sobre agua con la parte hidrofoba de la molecula hacia la superficie y la parte hidrofila de la molecula alejandose del aceite, o formara estructuras de tipo toroidal con el material hidrofobo contenido dentro. Este tipo de comportamiento permite la encapsulation de productos terapeuticos y otra molecula de interes para el suministro en el cuerpo.
En otra realizacion, la composition puede contener un depurador de sales para dirigir el ensamblaje a una configuration preferida. Por ejemplo, los experimentos de dicrolsmo circular (“CD”) indican que la dinamica del ensamblaje se puede controlar usando depuradores de sales o potenciadores de sales para aumentar la formacion de laminas p, helices a o configuraciones mas aleatorias. Las composiciones pueden contener opcionalmente un indicador que muestre la configuracion del ensamblado (p. ej., helice a, lamina p, red, etc.).
Alternativamente, algunos peptidos que se autoensamblan descritos en el presente documento no requieren iones para el autoensamblaje, sino que pueden autoensamblarse debido a interacciones con un disolvente, interacciones hidrofobas, interacciones de cadenas laterales, enlaces de hidrogeno y similares.
Dependiendo de la formulation y las propiedades deseadas de la estructura macroscopica (p. ej., la rigidez del armazon o la velocidad de su formacion), la concentracion de los precursores (es decir, los peptidos que se autoensamblan) puede variar de aproximadamente 0,01% en p/v (0,1 mg/ml) a aproximadamente 99,99% en p/v
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(999,9 mg/ml), inclusive. Por ejemplo, la concentracion antes de la formacion del armazon puede ser entre aproximadamente 0,1% (1 mg/ml) y 10% (100 mg/ml), inclusive (p. ej., aproximadamente 0,1%-5%; 0,5%-5%; 1,0%; 1,5%; 2,0%; 2,5%; 3,0%; o 4,0% o mas). Los precursores (es decir, los peptidos que se autoensamblan) se pueden formular en forma de polvos y administrar en una forma de polvo o resuspendidos. Si estan en forma seca, los peptidos pueden despues autoensamblarse tras el contacto con fluidos corporales (p. ej., en un sitio de herida).
Los peptidos que se autoensamblan se pueden formar dentro de moldes de forma regular o irregular, que pueden incluir una cavidad corporal o una parte del cuerpo (p. ej., la luz de un vaso sangulneo) o que pueden ser un material inerte tal como plastico o vidrio. Las estructuras o armazones se pueden hacer para conformarse en una forma predeterminada o para tener un volumen predeterminado. Para formar una estructura con una forma o volumen predeterminado (p. ej., una geometrla o dimensiones deseadas, que incluyen laminas finas o pellculas), se pone una solucion acuosa de los peptidos que se autoensamblan en un molde colado preformado, y se induce al autoensamblaje de los peptidos mediante la adicion de una pluralidad de iones. Alternativamente, los iones se pueden anadir a la solucion poco antes de poner la solucion en el molde, siempre que se tenga cuidado de poner la solucion en el molde antes de que se produzca ensamblaje sustancial. Cuando el molde es un tejido (p. ej., la luz de un vaso sangulneo u otro compartimento, sea in situ o no), puede no ser necesaria la adicion de una solucion ionica. Las caracterlsticas de los peptidos autoensamblados resultantes, el tiempo necesario para el ensamblaje y las dimensiones de la estructura macroscopica que se forma estan dirigidas por la concentracion y la cantidad de solucion que se aplica, la concentracion de iones usada para inducir el ensamblaje de la estructura y las dimensiones del aparato de moldeo. El armazon puede lograr una forma de tipo gel o sustancialmente solida a temperatura ambiente, y se puede aplicar calor para facilitar el moldeo (p. ej., se puede calentar una solucion usada en el procedimiento de moldeo (p. ej., una solucion que contiene precursores) a una temperatura en el intervalo de hasta aproximadamente la temperatura corporal (aproximadamente 37°C)). Una vez que el armazon ha alcanzado el grado de firmeza deseado, se puede retirar del molde y usar para un proposito descrito en el presente documento. Alternativamente, los peptidos que se autoensamblan descritos en el presente documento se pueden usar para anclar el tejido hospedante a una matriz o armazon de tejido. Por ejemplo, los peptidos que se autoensamblan descritos en el presente documento se pueden usar como un “pegamento” para anclar el tejido hospedante que se va a regenerar a una matriz o armazon de tejido para asegurar que la matriz o armazon permanecen en el sitio en el entorno local en el que se han inyectado o implantado. Las matrices y armazones son bien conocidos en la materia y se pueden preparar de materiales sinteticos, semisinteticos y/o naturales.
Los peptidos que se ensamblan y/o sufren una transicion de fase (p. ej., una transicion desde un estado llquido a uno semisolido, gel, etc.) cuando se ponen en contacto con el cuerpo o una solucion ionica, son utiles para prevenir el movimiento de las sustancias corporales. El autoensamblaje o la transicion de fase es producida por componentes encontrados en el cuerpo de un sujeto (p. ej. iones) o por el pH fisiologico y es ayudado por las temperaturas fisiologicas. El autoensamblaje o la transicion de fase pueden empezar cuando las composiciones se exponen a o se ponen en contacto con el cuerpo de un sujeto y se pueden facilitar por la aplicacion local de calor en la zona cuando la composicion se ha depositado (o se depositara). Basado en estudios hasta la fecha, el autoensamblaje se produce rapidamente tras el contacto con tejidos corporales internos sin la aplicacion de calor adicional. El tiempo necesario para que se produzca el ensamblaje y/o transicion de fase eficaces puede ser de 60 segundos o menos despues del contacto con los tejidos internos de un sujeto o condiciones similares a las encontradas dentro del cuerpo (p. ej., en 50, 40, 30, 20, o 10 segundos o menos). En algunas circunstancias, tales como cuando la concentracion de los peptidos que se autoensamblan en la composicion es baja o cuando el movimiento de la sustancia corporal es sustancial, el autoensamblaje o la transicion de fase pueden tardar mas en lograr el efecto deseado, por ejemplo, hasta 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos, 30 minutos, 1 hora o mas. Por ejemplo, una solucion que contiene los peptidos que se autoensamblan aplicada a sitios de cortes transversales de vasos sangulneos en el cerebro, hlgado o musculo proporciona la hemostasia completa en tiempos tan cortos como 10 segundos despues de la aplicacion. Se pueden preferir soluciones que contienen iones cuando las composiciones se usan para proteger a un sujeto de la contamination, ya que no se producen transiciones de fase, o no se producen facilmente, cuando se ponen soluciones no ionicas en contacto con la piel.
Las composiciones pueden formar estructuras que son sustancialmente rlgidas (p. ej., solidas o casi solidas) o que adoptan una forma y volumen definidos (p. ej., estructuras que se adaptan a la forma y volumen del sitio en donde se ha administrado la composicion llquida, sea in vivo o ex vivo). El material solidificado puede ser algo deformable o compresible despues de autoensamblaje o transicion de fase, pero no fluira sustancialmente de una zona a otra, como pueden hacer composiciones en un punto diferente del continuo de solido a llquido, lo que puede deberse, al menos en parte, a su capacidad para sufrir transiciones de fase. Como resultado, las composiciones se pueden usar para prevenir el movimiento de una sustancia corporal en un sujeto que lo necesite. El autoensamblaje se puede lograr in vivo o ex vivo por exposition a condiciones dentro de un determinado intervalo de valores fisiologicos (p. ej., condiciones adecuadas para el cultivo celular o tisular) o condiciones no fisiologicas. Las “condiciones no fisiologicas” se refieren a condiciones dentro del cuerpo o en un sitio particular que se desvlan de las condiciones fisiologicas en ese sitio. Dichas condiciones pueden ser resultado de traumatismo, cirugla, herida, infection o una enfermedad, trastorno o afeccion. Por ejemplo, una herida perforante en el estomago en general produce una disminucion en el pH ya que el acido del estomago fluye al sitio de la herida. Los peptidos descritos en el presente documento deberlan autoensamblarse en dichas condiciones. Aunque las formulaciones llquidas se dispensan facilmente, las composiciones administradas tambien pueden ser en forma de un gel que se puede hacer mas rlgido
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en contacto con el cuerpo del sujeto.
La concentracion de los peptidos que se autoensamblan en cualquier formulacion dada puede variar y puede ser entre aproximadamente 0,1% (1 mg/ml) y 10% (100 mg/ml), inclusive. Por ejemplo, la concentracion de los peptidos que se autoensamblan (p. ej., en una formulacion llquida) puede ser aproximadamente 0,1-3,0% (1-30 mg/ml) (p. ej., 0,1-1,0%; 1,0-2,0%; 2,0-3,0% o 1,0-3,0%). La concentracion de los peptidos que se autoensamblan puede ser mayor en soluciones madre y en formulaciones solidas (p. ej., en polvo). En preparaciones solidas, la concentracion de los peptidos que se autoensamblan puede acercarse a 100% (p. ej., la concentracion de los peptidos que se autoensamblan puede ser 95, 96, 97, 98, 99% o mas (p. ej., 99,99%) de la composicion). Sea en forma llquida o solida, los peptidos que se autoensamblan se pueden llevar a la concentracion deseada antes de usar por adicion de un diluyente (p. ej., agua desionizada), polvo, agente humectante o un agente terapeutico, de diagnostico o profilactico.
Independientemente de la naturaleza precisa de los peptidos que se autoensamblan, tras la exposicion a condiciones tales como las descritas en el presente documento, los peptidos pueden formar estructuras membranosas bi o tridimensionales, incluyendo matrices porosas macroscopicas estables o nanofibras entretejidas no ordenadas (p. ej., fibras de aproximadamente 10-20 mm de diametro, con un tamano de poros de aproximadamente 50-100 nm en una dimension lineal). Las matrices macroscopicas tridimensionales pueden tener dimensiones suficientemente grandes para ser visibles con pocos aumentos (p. ej. aproximadamente 10 veces o menos), y las estructuras membranosas pueden ser visibles a simple vista, incluso si son transparentes. Aunque sean tridimensionales, las estructuras pueden ser extremadamente finas, incluyendo un numero limitado de capas de moleculas (p. ej., 2, 3 o mas capas de moleculas). Tlpicamente, cada una de las dimensiones de una estructura dada sera de un tamano de al menos 10 pm (p. ej., dos dimensiones de al menos 100-1000 pm de tamano (p. ej., 110 mm, 10-100 mm, o mas)). Las dimensiones relevantes se pueden expresar como longitud, anchura, profundidad, amplitud, altura, radio, diametro o circunferencia en el caso de estructuras que tienen una forma sustancialmente regular (p. ej., cuando la estructura es una esfera, cilindro, cubo o similares) o una aproximacion a cualquiera de los anteriores, cuando las estructuras no tienen una forma regular.
Los peptidos que se autoensamblan pueden formar un material hidratado cuando se ponen en contacto con agua en condiciones tales como las descritas en el presente documento (p. ej., en presencia de una concentracion suficiente (p. ej., concentraciones fisiologicas) de iones (p. ej., cationes monovalentes)). Los peptidos que se autoensamblan pueden tener un alto contenido de agua (p. ej., aproximadamente 95% o mas (p. ej., aproximadamente 97%, 98%, 99% o mas)), y las composiciones pueden estar hidratadas, pero no sustancialmente autoensambladas. Un valor dado puede ser “aproximado” reconociendo el hecho de que las mediciones pueden variar dependiendo, por ejemplo, de las circunstancias en las que se hacen y la experiencia de la persona que toma la medida. En general, un primer valor es aproximadamente igual a un segundo valor cuando el primero esta dentro del 10% del segundo (sea mayor que o menor que) salvo que este claro a partir del contexto que un valor no es aproximado, o cuando, por ejemplo, dicho valor supera 100% de un valor posible.
Las propiedades y resistencia mecanica de las estructuras o armazones se pueden controlar segun sea necesario por la manipulacion de los componentes en los mismos. Por ejemplo, la rigidez de un gel ensamblado se puede aumentar aumentando la concentracion de los peptidos que se autoensamblan en los mismos. Alternativamente, puede ser deseable que diferentes partes de los peptidos que se autoensamblan tengan diferentes propiedades mecanicas. Por ejemplo, puede ser ventajoso disminuir la estabilidad de todos o parte de los peptidos que se autoensamblan manipulando la secuencia de aminoacidos. Esto puede ser deseable cuando los peptidos que se autoensamblan se usan para llenar un hueco, de modo que los bordes de los peptidos que se autoensamblan se unen al sitio del tejido mientras el resto de los peptidos fluyen hacia dentro del hueco. Las secuencias, caracterlsticas y propiedades de los peptidos y las estructuras formadas por los mismos tras el autoensamblaje se describen con mas detalle mas adelante.
Las composiciones se pueden formular como soluciones madre concentradas o en forma seca, y estas se pueden diluir o disolver para formar composiciones biocompatibles, que son sustancialmente no toxicas para las celulas biologicas, in vitro o in vivo. Por ejemplo, las composiciones pueden contener materiales en cantidades que no producen un efecto perjudicial significativo en el cuerpo del receptor (p. ej., una reaccion inmunologica o inflamatoria prohibitivamente grave, o formacion de tejido cicatricial inaceptable).
Cuando una solucion que contiene peptidos no ensamblados se coloca sobre un tejido biologico, los peptidos que tienen suficiente proximidad con el tejido se ensamblan, haciendo que la solucion forme gel. Cualquier solucion que permanezca distante del tejido permanece llquida, ya que los peptidos que se autoensamblan todavla no se han expuesto a condiciones que promuevan su ensamblaje. Cuando los peptidos que se autoensamblan se alteran (p. ej., realizando un procedimiento quirurgico), parece que el material llquido forma gel cuando se pone en contacto suficiente con el cuerpo. A veces, las composiciones pueden tener caracterlsticas que van desde un llquido a aquellas de un solido, las que parecen gel o tipo balsamo o como una suspension.
C. Modificacion de los materiales que se autoensamblan para dirigirse a tejidos especificos
Los peptidos que se autoensamblan contienen ademas un componente especlfico de tejido. El componente
especlfico de tejido pueden ser peptidos que son especlficos de celulas del ojo, cerebro o piel. Por ejemplo, los hidratos de carbono de la superficie celular son componentes principales de la superficie externa de las celulas de los mamlferos y con mucha frecuencia caracterlsticos de los tipos de celulas. Se supone que los hidratos de carbono especlficos del tipo de celula estan implicados en la interaccion celula-celula. Por lo tanto, el componente especlfico 5 de tejido puede dirigirse a estos hidratos de carbono de la superficie especlficos de celula.
Ademas, se pueden anadir colas hidrofobas a los peptidos que se autoensamblan. Las colas pueden interaccionar con membranas celulares, anclando as! los peptidos que se autoensamblan sobre la superficie celular. La tabla 3 muestra una lista de peptidos con colas hidrofobas. Tambien se pueden anadir colas hidrofilas a los peptidos, ademas de colas hidrofobas, para facilitar la interaccion con la ECM de diferentes vasos o tejidos, tales como la 10 vejiga.
Tabla 3. Colas hidrofobas
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G G G G G D G D G D G D G D G D (SEQ. ID NO. 126)
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G G G G G E G E G E G E G E G E (SEQ. ID NO. 127)
3
G G G G G K G K G K G K G K G K (SEQ. ID NO. 128)
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G G G G G R G R G R G R G R G R (SEQ. ID NO. 129)
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G G G G G H G H G H G H G H G H (SEQ. ID NO. 130)
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A A A A A D A D A D A D A D A D (SEQ. ID NO. 131)
7
A A A A A E A E A E A E A E A E (SEQ. ID NO. 132)
8
A A A A A K A K A K A K A K A K (SEQ. ID NO. 133)
9
A A A A A R A R A R A R A R A R (SEQ. ID NO. 134)
10
A A A A A H A H A H A H A H A H (SEQ. ID NO. 135)
11
V V V V V D V D V D V D V D V D (SEQ. ID NO. 136)
12
V V V V V E V E V E V E V E V E (SEQ. ID NO. 137)
13
V V V V V K V K V K V K V K V K (SEQ. ID NO. 138)
14
V V V V V R V R V R V R V R V R (SEQ. ID NO. 139)
15
V V V V V H V H V H V H V H V H (SEQ. ID NO. 140)
16
L L L L L D L D L D L D L D L D (SEQ. ID NO. 141)
17
L L L L L E L E L E L E L E L E (SEQ. ID NO. 142)
18
L L L L L K L K L K L K L K L K (SEQ. ID NO. 143)
19
L L L L L R L R L R L R L R L R (SEQ. ID NO. 144)
20
L L L L L H L H L H L H L H L H (SEQ. ID NO. 145)
21
I I I I I D I D I D I D I D I D (SEQ. ID NO. 146)
22
I I I I I E I E I E I E I E I E (SEQ. ID NO. 147)
23
I I I I I K I K I K I K I K I K (SEQ. ID NO. 148)
24
I I I I I R I R I R I R I R I R (SEQ. ID NO. 149)
25
I I I I I H I H I H I H I H I H (SEQ. ID NO. 150)
26
M M M M M D M D M D M D M D M D (SEQ. ID NO. 151)
27
M M M M M E M E M E M E M E M E (SEQ. ID NO. 152)
28
M M M M M K M K M K M K M K M K (SEQ. ID NO. 153)
29
M M M M M R M R M R M R M R M R (SEQ. ID NO. 154)
30
M M M M M H M H M H M H M H M H (SEQ. ID NO. 155)
31
F F F F F D F D F D F D F D F D (SEQ. ID NO. 156)
32
F F F F F E F E F E F E F E F E (SEQ. ID NO. 157)
33
F F F F F K F K F K F K F K F K (SEQ. ID NO. 158)
34
F F F F F R F R F R F R F R F R (SEQ. ID NO. 159)
35
F F F F F H F H F H F H F H F H (SEQ. ID NO. 160)
36
W W W W W D W D W D W D W D W D (SEQ. ID NO. 161)
37
W W W W W E W E W E W E W E W E (SEQ. ID NO. 162)
38
W W W W W K W K W K W K W K W K (SEQ. ID NO. 163)
39
W W W W W R W R W R W R W R W R (SEQ. ID NO. 164)
40
W W W W W H W H W H W H W H W H (SEQ. ID NO. 165)
41
P P P P P D P D P D P D P D P D (SEQ. ID NO. 166)
42
P P P P P E P E P E P E P E P E (SEQ. ID NO. 167)
43
P P P P P K P K P K P K P K P K (SEQ. ID NO. 168)
44
P P P P P R P R P R P R P R P R (SEQ. ID NO. 169)
45
P P P P P H P H P H P H P H P H (SEQ. ID NO. 170)
46
A A A A A R A D A R A D A R A D (SEQ. ID NO. 171)
47
A A A A A R A R A D A D A R A R (SEQ. ID NO. 172)
48
A A A A A E A K A E A K A E A K (SEQ. ID NO. 173)
49
A A A A A E A E A K A K A E A E (SEQ. ID NO. 174)
50
A A A A A R A E A R A E A R A E (SEQ. ID NO. 175)

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. - Una composicion que comprende peptidos que se autoensamblan que tienen una longitud en el intervalo de 6 a 200 restos de aminoacidos y que comprende una secuencia de restos de aminoacidos de acuerdo con una o mas de las formulas I-IV:

    ((Xaaneu-Xaa+)x(Xaaneu-Xaa-)y)n (I)

    ((Xaaneu-Xaa-)x(Xaaneu-Xaa+)y)n (II)

    ((Xaa+-Xaaneu)x(Xaa--Xaaneu)y)n (III)

    ((Xaa--Xaaneu)x(Xaa+-Xaaneu)y)n (IV)
    en las que Xaaneu representa un resto de aminoacido que tiene una carga neutra; Xaa+ representa un resto de aminoacido que tiene una carga positiva; Xaa- representa un resto de aminoacido que tiene una carga negativa; x e y son numeros enteros que tienen un valor de 1, 2, 3, o 4, independientemente; y n es un numero entero que tiene un valor de 1-5,
    en la que los peptidos que se autoensamblan pueden formar una estructura de barrera autoensamblada que inhibe o previene el paso de fluido corporal o sustancias corporales a traves de la estructura,
    en la que los peptidos que se autoensamblan comprenden ademas una secuencia de aminoacidos que interacciona con la matriz extracelular, en la que la secuencia de aminoacidos ancla los peptidos que se autoensamblan a la matriz extracelular,
    para su uso en un procedimiento para prevenir adherencias despues de cirugla o herida en un sitio que lo necesite.
  2. 2. - La composicion para su uso de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que el fluido corporal o sustancia corporal es sangre, exudado seroso, pus, jugo gastrico, orina, bilis, jugo pancreatico o llquido cefalorraquldeo.
  3. 3. - La composicion para su uso de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que ademas comprende un vehlculo farmaceuticamente aceptable para la administracion sobre o dentro del cuerpo.
  4. 4. - La composicion para su uso de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que la composicion comprende un polvo seco, una suspension, una pulverizacion, una pintura, un recubrimiento, un llquido, un gel, una crema, una espuma, una pomada, una emulsion, los peptidos incorporados en micropartlculas, una matriz polimerica o un hidrogel.
  5. 5. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, en la que la composicion que comprende los peptidos que se autoensamblan contiene una concentracion de iones menor de 5 mM.
  6. 6. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, en la que los peptidos que se autoensamblan comprenden la secuencia de aminoacidos RADARADARADARADA [SEQ ID NO: 1].
  7. 7. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, en la que la concentracion de peptidos que se autoensamblan en solucion es entre 1% en peso/volumen y 3% en peso/volumen, inclusive.
  8. 8. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, ensamblada en un kit con instrucciones de uso y, opcionalmente, medios para la administracion.
  9. 9. - La composicion para su uso de acuerdo con la reivindicacion 5, en una jeringa o recipiente que comprende un primer compartimento que contiene los peptidos que se autoensamblan y, opcionalmente un segundo compartimento que contiene iones monovalentes con los que se mezclan los peptidos que se autoensamblan en el momento de la administracion.
  10. 10. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, que ademas comprende un vasoconstrictor, un agente colorante, un agente anestesico, una celula biologica, un agente antimicrobiano, colageno, un agente antiinflamatorio, un factor de crecimiento o un nutriente.
  11. 11. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8 o 10, en la que la composicion se administra a un vaso sangulneo, tejido, pulmon, duramadre, intestinos, estomago, sistema biliar, sistema urinario, esofago, cerebro, medula espinal, tracto gastrointestinal, hlgado, musculo, arteria, vena, sistema nervioso, ojo, faringe, sistema respiratorio, sistema cardiovascular, sistema digestivo, sistema reproductor, sistema musculoesqueletico, sistema tegumentario o sitio de anastomosis.
  12. 12. - La composicion para su uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7 o 10, en la que la estructura de barrera autoensamblada proporciona un entorno opticamente transparente para un campo quirurgico.
  13. 13. - Uso de una composicion que comprende peptidos que se autoensamblan que tienen una longitud en el intervalo de 6 a 200 restos de aminoacidos y que comprende una secuencia de restos de aminoacidos de acuerdo con una o
    mas de las formulas I-IV:

    ((Xaaneu-Xaa+)x(Xaaneu-Xaa-)y)n (I)

    ((Xaaneu-Xaa-)x(Xaaneu-Xaa+)y)n (II)

    ((Xaa+-Xaaneu)x(Xaa--Xaaneu)y)n (III)

    5 ((Xaa--Xaaneu)x(Xaa+-Xaaneu)y)n (IV)
    en las que Xaaneu representa un resto de aminoacido que tiene una carga neutra; Xaa+ representa un resto de aminoacido que tiene una carga positiva; Xaa' representa un resto de aminoacido que tiene una carga negativa; x e y son numeros enteros que tienen un valor de 1, 2, 3, o 4, independientemente; y n es un numero entero que tiene un valor de 1-5,
    10 en el que los peptidos que se autoensamblan pueden formar una estructura de barrera autoensamblada que inhibe o previene el paso de fluido corporal o sustancias corporales a traves de la estructura,
    en el que los peptidos que se autoensamblan comprenden ademas una secuencia de aminoacidos que interacciona con la matriz extracelular, en la que la secuencia de aminoacidos ancla los peptidos que se autoensamblan a la matriz extracelular,
    15 para la fabricacion de un medicamento para su uso en un procedimiento para prevenir adherencias despues de cirugla o herida en un sitio que lo necesite.
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