Usos de drogas peptídicas
Los péptidos son sustancias bioactivas involucradas en diversas funciones celulares dentro de los organismos. Desde que los bioquímicos sintetizaron péptidos artificialmente hace más de 40 años, el rápido desarrollo de la biología molecular y las tecnologías de bioquímica ha llevado a un progreso notable y de época en la investigación de péptidos. Se ha descubierto que hay decenas de miles de péptidos en organismos, y todas las células pueden sintetizar péptidos. Casi todas las células están reguladas por péptidos, que involucran hormonas, nervios, crecimiento celular y reproducción. En el futuro previsible, la investigación humana y la aplicación de péptidos entrarán en un período glorioso, lo que hace de este siglo un mundo de péptidos. Actualmente, la aplicación de péptidos se centra principalmente en fármacos peptídicos, portadores de fármacos peptídicos, materiales de ingeniería de tejidos y alimentos nutricionales de péptidos.
1. Péptidos tumorales: la aparición de tumores es el resultado de varios factores, que finalmente implica la regulación de la expresión de oncogén. Diferentes tumores requieren diferentes factores reguladores, como las enzimas durante su formación. Al seleccionar péptidos pequeños específicos para actuar sobre los factores reguladores necesarios para la formación de tumores y bloquear sus sitios activos, se puede prevenir la ocurrencia tumoral. Se han descubierto muchos genes y factores reguladores relacionados con el tumor, y la detección de péptidos que se unen específicamente a estos objetivos se han convertido en un nuevo punto de acceso en la búsqueda de medicamentos anticancerígenos. Por ejemplo, los investigadores estadounidenses descubrieron un pequeño péptido (6 aminoácidos) que puede inhibir significativamente el crecimiento del adenocarcinoma en el cuerpo, incluidos el adenocarcinoma de pulmón, estómago y colon, abriendo un nuevo camino para tratar estos tumores malignos altamente fatales. Los científicos suizos descubrieron otro pequeño péptido (8 aminoácidos) que pueden ingresar a las células tumorales, activar el gen anticancerador p53 e inducir la apoptosis de las células tumorales.
2. Péptidos antivirales: las infecciones virales generalmente pasan por múltiples etapas, incluida la adsorción (células huésped), la penetración, el no recubrimiento, la replicación del ácido nucleico, la transcripción y la traducción, y el embalaje. El bloqueo de cualquiera de estos procesos puede prevenir la replicación viral. Los fármacos antivirales más efectivos deben actuar sobre las etapas de la adsorción viral y la replicación del ácido nucleico. Por lo tanto, la detección de fármacos antivirales se centra principalmente en estas dos etapas. Los virus adsorb a las células al unirse a receptores específicos en las células huésped y confiar en sus propias proteasas específicas para el procesamiento de proteínas y la replicación del ácido nucleico. Por lo tanto, los péptidos que se unen a los receptores de células huésped o los sitios activos de proteasa viral se pueden seleccionar desde las bibliotecas de péptidos para el tratamiento antiviral, que se convertirá en el mercado más grande para reemplazar los fármacos antibióticos.
3. Medicamentos dirigidos por el péptido: muchas toxinas (como la exotoxina pseudomonas aeruginosa) y las citocinas (como la serie de interleucina) tienen una fuerte toxicidad de las células tumorales, pero también pueden dañar las células normales cuando se usan a largo plazo o en grandes cantidades. Al fusionar péptidos que se unen específicamente a las células tumorales con estos factores activos, estos factores activos pueden concentrarse específicamente en el área tumoral, reduciendo en gran medida la concentración de uso y los efectos secundarios de las toxinas y las citocinas. Por ejemplo, muchas células tumorales tienen receptores de factor de crecimiento epidérmico en su superficie, que son decenas a cientos de veces más numerosas que en las células normales. Al fusionar toxinas o citocinas antitumorales con factor de crecimiento epidérmico, estos factores activos pueden concentrarse específicamente en las células tumorales. Varias compañías han expresado con éxito la fusión del factor de crecimiento epidérmico y la exotoxina de Pseudomonas aeruginosa. Del mismo modo, los péptidos pequeños que se unen específicamente a los antígenos tumorales proyectados de bibliotecas de péptidos también pueden usarse para fármacos dirigidos. Debido a su pequeño peso molecular, son más adecuados para medicamentos dirigidos que los anticuerpos monoclonales murinos.
4. Péptidos miméticos de cicocina: la utilización de receptores de citocinas conocidos para detectar péptidos miméticos de citocinas de bibliotecas de péptidos se ha convertido en un punto de acceso de investigación en los últimos años. A nivel internacional, se han seleccionado péptidos miméticos para eritropoyetina humana, trombopoyetina humana, hormona del crecimiento humano, factor de crecimiento del nervio humano e interleucina-1. Estos péptidos miméticos tienen diferentes secuencias de aminoácidos de sus citocinas correspondientes, pero poseen actividad de citocinas y tienen la ventaja de un peso molecular más pequeño. Estos péptidos miméticos de citocinas se encuentran actualmente en etapas de investigación preclínica o clínica.
5. Péptidos activos antimicrobianos: cuando los insectos son estimulados por factores ambientales externos, producen una gran cantidad de péptidos catiónicos con actividad antimicrobiana. Se han seleccionado más de cien péptidos antimicrobianos, y los experimentos in vitro e in vivo han confirmado que varios péptidos antimicrobianos no solo tienen capacidades bactericidas fuertes, sino que también pueden matar células tumorales. Por ejemplo, el péptido D antimicrobiano D proyectado a partir de gusanos de seda muestra excelentes perspectivas de aplicación y se puede producir utilizando tecnología de ingeniería genética. El veneno de serpiente también contiene varios péptidos activos. Un pequeño péptido con 13 aminoácidos (Inkaiaalakkll) aislado del veneno de serpiente tiene capacidades bactericidas fuertes contra las bacterias G+ y G.
6. Péptidos para enfermedades cardiovasculares: muchos medicamentos tradicionales chinos tienen efectos como reducir la presión arterial, reducir el colesterol y prevenir la trombosis. Se pueden usar no solo como medicamentos sino también como alimentos saludables. Sin embargo, los ingredientes activos en estos medicamentos a menudo no están bien definidos, lo que limita su uso. Muchos componentes efectivos se han identificado como péptidos pequeños. Por ejemplo, los científicos chinos han procesado y aislado péptidos activos de la soja que pueden absorber directamente a través del intestino delgado, evitando la trombosis, la hipertensión e hiperlipidemia, así como para retrasar el envejecimiento y mejorar la resistencia tumoral del cuerpo. Los pequeños péptidos para enfermedades cardiovasculares también se han aislado de plantas como ginseng, hojas de té y hojas de ginkgo.
7. Otro péptidos medicinales: además del progreso significativo realizado en las áreas anteriores, los medicamentos péptidos pequeños también han logrado algunos avances en otros campos. Por ejemplo, Steinberg et al. descubrió un péptido sintético (TP508) que puede promover la regeneración de los vasos sanguíneos en las heridas y acelerar la curación de heridas de piel profundas. Pfister et al. Encontró un pequeño péptido (RTR) 4 que puede prevenir la infiltración de células inflamatorias en la córnea después del daño alcalino e inhibir las respuestas inflamatorias. Carron et al. confirmó que dos péptidos sintéticos que seleccionaron pueden inhibir la reabsorción de osteoclastos de hueso.
8. Péptidos diagnósticos: el uso primario de péptidos en los reactivos de diagnóstico es como antígenos para detectar anticuerpos contra virus, células, micoplasma, espiroquetas y otros microorganismos, así como parásitos como el quística y los trypanosomas. Los antígenos peptídicos tienen una especificidad más fuerte que los antígenos de proteínas microbianas o parásitas naturales y son más fáciles de preparar. Por lo tanto, los reactivos de diagnóstico ensamblados con antígenos peptídicos tienen bajas tasas falsas negativas y reacciones de fondo, lo que los hace adecuados para la aplicación clínica. Actualmente, los reactivos de detección de anticuerpos ensamblados con antígenos peptídicos incluyen los de la hepatitis A, B, C y G, el VIH, el citomegalovirus humano, el virus del herpes simple, el virus de la rubéola, la espiratería de la sífilis, el cisticerco, el trypanosomas, la enfermedad de Lymeos y la artritis rhreumatoide. La mayoría de los antígenos peptídicos utilizados se seleccionan de las proteínas naturales de los patógenos correspondientes, mientras que algunos son péptidos pequeños recién seleccionados de las bibliotecas de péptidos.
9. Vacunas de péptidos: al igual que las vacunas con ácido nucleico, las vacunas peptídicas son actualmente una de las áreas de investigación más importantes en el desarrollo de vacunas. Se han realizado una extensa investigación sobre las vacunas de péptidos virales. Actualmente, no existen vacunas ideales para dos enfermedades virales principales que representan amenazas significativas para los humanos: el SIDA y la hepatitis C. Los resultados de la investigación de las vacunas con ácido nucleico y las vacunas de péptidos son alentadores. En 1999, el NIH en los Estados Unidos anunció dos vacunas de péptidos VIH-1. Los ensayos clínicos sobre humanos mostraron que estos dos péptidos podrían estimular al cuerpo para producir anticuerpos específicos e inmunidad celular específica con buena seguridad. La Universidad de Tsinghua en China también confirmó que un segmento de un péptido en la proteína de membrana del VIH-I tiene una fuerte inmunogenicidad. Las vacunas con péptidos del virus de la hepatitis C también muestran perspectivas prometedoras de desarrollo. Investigadores extranjeros han examinado un péptido de la proteína de membrana externa E2 del virus de la hepatitis C (VHC) que puede estimular al cuerpo a producir anticuerpos protectores. La investigación sobre las vacunas peptídicas para otros virus (como la hepatitis A, el sarampión, el virus Sindbis, etc.), así como las vacunas de péptidos antitumorales y anticonceptivos, también han progresado significativamente. Por ejemplo, el erudito estadounidense Naz y otros seleccionaron un péptido de 12 aminoácidos de una biblioteca de péptidos de fago que puede unirse específicamente a los huevos humanos, evitando la unión de espermatozoides y huevos, que puede usarse para las vacunas anticonceptivas.
10. Pepépidos portadores de fármacos: los péptidos pueden usarse como portadores de fármacos, ya sea como modificadores de portadores de fármacos o como componentes principales de los portadores de fármacos. Por ejemplo, [AW y otros diseñaron segmentos de péptidos conectados por puntos de escisión de proteasa que se autoensamblan en solventes adecuados para encapsular fármacos en microesferas. Al encontrar proteasas objetivo, los puntos de escisión se rompen, logrando la liberación de drogas dirigida. Peng Shiqi y otros modificaron liposomas con el tetrapéptido arginina-glicina-ácido-serina-serina (arg-gly-as-ser, RGDS) para usar como portadores de fármacos para la trombólisis dirigida. Usando el péptido RGDS RGDS del receptor de fibrinógeno (FG) como dispositivo de referencia, lo acoplaron a la uroquinasa que encapsula el portador de liposomas (Reino Unido) con un enlace covalente sensible al ácido. Esto puede biodegradarse en sustancias endógenas como Glu en la naturaleza o en el cuerpo humano, reduciendo la acumulación y los efectos secundarios tóxicos.
11. Materiales de ingeniería tisular: Algunos péptidos no bioactivos de alto peso molecular, como ácido poluepartic, polilisina y ácido poliglutámico, tienen ventajas como una buena biocompatibilidad, tasa de biodegradación controlable, modificabilidad, plasticidad de diseño y capacidad estructural. Estos se han convertido gradualmente en un nuevo tipo de material con grandes perspectivas de aplicación en ingeniería de tejidos. Langer y otros prepararon péptidos RGD poli (ácido láctico) e injertado en el -NH2 de lisina en el polímero, mejorando efectivamente la capacidad de adhesión celular de la superficie del polímero. Esto supera la falta de grupos activos en la cadena principal, lo que resulta en materiales de andamio de ingeniería de tejidos que facilitan el reconocimiento celular y el crecimiento de las células.
12. Alimentos nutricionales del péptido: los alimentos peptídicos activos, como un nuevo tipo de alimento saludable o aditivo alimentario, tienen características y funciones únicas. También tienen muchas ventajas en nutrición y tienen amplias perspectivas de aplicación en la industria alimentaria.
