¿-peptides based on proline derivatives: novel aplications and secondary structures
- Autores: Daniel Carbajo López
- Directores de la Tesis: Miriam Royo Expósito (dir. tes.), Fernando Albericio Palomera (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ernest Giralt Lledó (presid.), Francesc Rabanal Anglada (secret.), Ivan Huc (voc.)
- Materias:
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- Resumen
En el proceso de descubrimiento de nuevos fármacos, una de las principales barreras que se encuentran muchas moléculas que actúan en dianas intracelulares es el hecho de que, a pesar de presentar actividad frente a un receptor concreto, no son capaces de penetrar la membrana celular de un modo satisfactorio. Este hecho provoca que muchas moléculas con una gran actividad potencial precisen de concentraciones muy altas para presentar un efecto significativo. En los últimos años se han desarrollado diversos métodos de transporte de moléculas hacia el interior celular con el fin de aumentar su actividad efectiva. Entre esos métodos, destacan los péptidos penetradores de membrana (Cell Penetrating Peptides, CPP). Los CPPs ofrecen varias ventajas con respecto a otros sistemas de transporte intracelular como son una reducida citotoxicidad, una demostrada eficiencia hacia diferentes líneas celulares y una mayor facilidad de conjugación fármaco-transportador.
En trabajos previos en el grupo, se sintetizaron una serie de ¿-péptidos derivados de la (2S,4S)-¿-amino-L-prolina que mostraron capacidad de atravesar la membrana celular, dando lugar a un nuevo tipo de CPPs resistentes a proteasas.
Usando como base esos CPPs, en la presente tesis doctoral se ha diseñado, sintetizado, purificado y evaluado una gran quimioteca de ¿-péptidos derivados de prolina. Su capacidad de penetración en la membrana celular ha sido determinada, mejorando la actividad precedente. Asimismo, su localización subcelular ha sido determinada mediante microscopía confocal. Su potencial actividad antimicrobial -típica de los CPPs- ha sido explorada frente a un buen número de parásitos. Entre ellos, destacó la detección por primera vez de un ¿-péptido con potencial actividad antimalárica.
Por otro lado, con el fin de demostrar la utilidad de los ¿-CPPs basados en prolina como transportadores, se realizaron dos conjugaciones con diferentes cargos con el objetivo de incrementar la internalización celular de los cargos.
Por un lado, se realizó una conjugación peptídica con una serie de péptidos antimicrobiales que habían mostrado actividad antitumoral. La conjugación se mostró efectiva ya que se produjo un aumento significativo (entre 10 y 20 veces) de la actividad antitumoral a causa de la conjugación entre ambos péptidos.
Por otro lado, se realizó también una conjugación de los ¿-CPP con una nanopartícula mediante la aplicación novedosa de una ligación de tipo oxima quimioselectiva. La nanopartícula se funcionalizó además con una etiqueta fluorescente. La conjugación ¿-CPP-nanopartícula provocó un aumento de la internalización celular de la nanopartícula No sólo se llevó a cabo la ligación con éxito sino que el aumento de la internalización, permitiendo su detección tanto por fluorescencia como por resonancia magnéticia, convirtiendo al conjugado en un sistema bimodal de imaging con potencial aplicación en técnicas de diagnóstico.
Finalmente, teniendo en cuenta que los ¿-péptidos basados en prolina descritos anteriormente presentaban la capacidad de plegarse en lazos C9 en medio acuoso, se decidió proceder a la síntesis de péptidos que combinaran ¿-aminoácidos de prolina con otros ¿-aminoácidos cíclicos con el fin de determinar la estructura de plegamiento de los péptidos resultantes. Se realizaron híbridos con los ácidos (1R,2S)- y (1S,2R)-3-amino-2,2-dimetilciclobutano-1-carboxílico, que demostraron tener la capacidad de plegarse en unas estructuras muy compactas con tendencia a la agregación, mientras que los péptidos combinados con el ácido (1R,3S)-3-aminociclopentano-1-carboxílico demostró formar una estructura helicoidal de lazos C9 en el caso de una secuencia que alternaba ambos aminoácidos.
