Síntesis de N-Glucopéptidos derivados de la LfcinB y evaluación de su actividad antibacteriana y antifúngica

Abstract

La terapia anti adhesiva es una aproximación ecológica para combatir las infecciones, que busca inhibir la adhesión del patógeno a los tejidos del hospedero, requisito primario para la infección. El mecanismo de acción de esta aproximación no implica la destrucción del patógeno, por lo que el patógeno no induce resistencia contra las moléculas que inhiben la adhesión. Se ha demostrado que monosacáridos derivados de glucosa, manosa y galactosa han inhibido la adhesión de bacterias a tejidos en ensayos in vivo e in vitro. Esta inhibición esta mediada por el bloqueo de la interacción receptor ligando entre las moléculas de la superficie de las células bacterianas y las células del hospedero. Desafortunadamente, los monosacáridos como fármacos tienen limitaciones ya que son eliminados rápidamente del cuerpo, por lo que se requieren grandes cantidades, lo que puede inducir efectos secundarios adversos. Para superar estas limitaciones se requiere diseñar glicoconjugados que mantengan o potencien la inhibición de la adhesión sin que afecten la viabilidad de las bacterias. Sin embargo, la obtención de N-glicoconjugados presenta dificultades sintéticas ya que se requieren varios pasos de reacción y es necesario en cada paso realizar procesos de purificación los cuales son dispendiosos, reducen significativamente los rendimientos, incrementan los costos y el tiempo de obtención, además son perjudiciales para el medio ambiente. En este trabajo se diseñaron y sintetizaron N-glicoconjugados que contienen glucosa y secuencias derivadas de la Lactoferricina Bovina (LfcinB). La metodología utilizada fue la Síntesis de Péptidos en Fase Sólida (SPPS-Fmoc/tBu) y el método de construcción por bloques aminoácido-monosacárido. Los resultados evidencian que se optimizó la ruta sintética para la obtención del bloque aminoácido-monosacárido Fmoc-Asn(Glc(Ac)4)-OH, lográndose obtener con alta pureza y buenos rendimientos, sin necesidad de purificar los productos intermediarios. A partir de esto fue posible escalar la reacción para la obtención de 5g de producto Fmoc-Asn(Glc(Ac)4)-OH puro y caracterizado. Nuestros resultados permiten evidenciar que no se requiere purificar los productos intermediarios, haciendo la síntesis más rápida, eficiente, de menor costo y más amigable con el medio ambiente. El Fmoc-Asn(Glc(Ac)4)-OH fue incorporado a la secuencia peptídica por medio de la síntesis en química en fase sólida utilizando la estrategia Fmoc/tBu y el método por construcción de bloques. Los N-glucopéptidos obtenidos se caracterizaron por RP-HPLC y MS MALDI-TOF y se evaluó su actividad antibacteriana y antifúngica. Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que los N-glucopéptidos derivados de la LfcinB pueden ser considerados como candidatos para el diseño y desarrollo de agentes terapéuticos contra infecciones bacterianas desde una mirada ecológica.

Abstract: The inhibition of the adhesion of the pathogen to the target cell is the basis of the ecological approach to fight infections. The mechanism of action does not involve the destruction of the pathogen, instead it seeks to inhibit the adhesion of the pathogen to host tissues, a primary requirement for infection. This approach does not induce resistance of the pathogen against molecules that inhibit adhesion to the target cell. It has been shown that monosaccharides derived from glucose, mannose and galactose have inhibited the adhesion of bacteria to tissues in in vivo and in vitro assays. This inhibition is mediated by blocking the receptor-ligand interaction between the surface molecules of the bacteria! cells and the host cells. Monosaccharides as drugs have limitations because they are rapidly eliminated from the body, so large amounts are required, which can induce adverse side effects. To overcome these limitations, it is necessary to design glycoconjugates that maintain or potentiate the inhibition of adhesion without affecting the viability of the bacteria. However, obtaining Nglycoconjugates presents difficulties such as several reaction steps are required, and it is necessary in each step to carry out purification processes which are wasteful, significantly reduce yields, increase costs and time obtained, they are also harmful to the environment. In this work, N-glycoconjugates containing glucose and sequences derived from Bovine Lactoferricin (LfcinB) were designed and synthesized. The results show that the synthetic route was optimized to obtain the N-glycoconjugate Fmoc-Asn (Glc(Ac)4)-0H since it does not require to purify the intermediate products, making the synthesis faster, more efficient, lower cost and more environmental friendly. Fmoc-Asn (Glc(Ac)4)-0H was incorporated into the peptide sequence by synthesis in salid phase using the Fmoc/tBu strategy and the block construction method. The obtained Nglycopeptides were characterized by RP-HPLC and MS MALDI-TOF and their antibacterial and antifungal activity was evaluated. The results obtained in this work suggest that N-glycopeptides derived from LfcinB can be considered as candidates for the design and development of therapeutic agents against bacteria} infections from an ecological perspective.