CZ2015244A3 - Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí - Google Patents

Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí Download PDF

Info

Publication number
CZ2015244A3
CZ2015244A3 CZ2015-244A CZ2015244A CZ2015244A3 CZ 2015244 A3 CZ2015244 A3 CZ 2015244A3 CZ 2015244 A CZ2015244 A CZ 2015244A CZ 2015244 A3 CZ2015244 A3 CZ 2015244A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
lys
leu
ile
ser
ala
Prior art date
Application number
CZ2015-244A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ307755B6 (cs
Inventor
Václav Čeřovský
Ondřej Nešuta
Vlasta Dudková
Hana Sychrová
Marie Kodedová
Original Assignee
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Fyziologický Ústav Av Čr, V.V.I.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ăšstav organickĂ© chemie a biochemie AV ÄŚR, v.v.i., Fyziologický Ústav Av Čr, V.V.I. filed Critical Ăšstav organickĂ© chemie a biochemie AV ÄŚR, v.v.i.
Priority to CZ2015-244A priority Critical patent/CZ307755B6/cs
Priority to PCT/CZ2016/050009 priority patent/WO2016161997A1/en
Priority to EP16721001.2A priority patent/EP3280722B8/en
Priority to US15/564,035 priority patent/US10160785B2/en
Publication of CZ2015244A3 publication Critical patent/CZ2015244A3/cs
Publication of CZ307755B6 publication Critical patent/CZ307755B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/08Linear peptides containing only normal peptide links having 12 to 20 amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/10Antimycotics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • A61K38/10Peptides having 12 to 20 amino acids

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Předmětem řešení jsou syntetické analogy obecného vzorce (I-A), v nichž a je Gly, Lys, .beta.-Ala; b je Met, Leu, Nle, Ile, Trp, Vla,Phe; c je Ser, Lys, Arg, Orn; d je Ser, Lys, Arg, Orn; e je Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe; f je Met, Leu, Nle, Ile, Trp, Vla, Phe; g je Leu, Nle, Ile, Trp; h je Lys, Arg, Orn, Ala; i je Lys, Arg, Orn, Ala; j je Ile, Leu, Nle, His; k je Lys, Arg, Orn, Ala; přičemž aminokyseliny ve všech uvedených polohách mohou být i v konfiguraci D, a jejich použití k léčení topických infekcí způsobených patogenními bakteriemi či kvasinkami.

Description

Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí 'fy Po í ~ λ ý
Oblast techniky
Vynález se týká peptidů obecného vzorce (I-A) a jejich použití k léčbě infekčních onemocnění způsobených různými patogenními bakteriemi a kvasinkami rodu Candida, a to především topických infekcí jako jsou obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznice, ale i infekce katetrů, kloubních náhrad a implantovaných materiálů, jejichž velmi častou příčinou je tvorba mikrobiálních biofílmů.
Dosavadní stav techniky
Infekce je závažnou komplikací hojení akutních i chronických ran. K následné chronicitě rané infekce přispívá tvorba biofilmu [Rulík a spol., 2011] vedoucí k chronické inflamaci spodiny rány zastavující hojení rány a napomáhající šíření infekce [Bjamsholt, 2013]. Biofilm představuje strukturované společenství mikrobiálních kmenů přisedlých ke spodině rány nebo přisedlých na površích umělých implantátů jako jsou kloubní náhrady a osteosyntézy, materiálů jako jsou fixační tmely, nebo na katetrech zavedených do těla pacienta. Biofilm se vytváří i v souvislosti se zubním povlakem, močovými infekcemi, infekcemi očí a infekcemi zvukovodu či středního ucha. Celkově se biofilm podílí přibližně na 80 % všech infekcí ve zdravotnictví. Mikroorganismy žijící vbiofilmech jsou obaleny matricí, která je tvořena extracelulámími polysacharidy, algináty a dalšími substancemi [Bjamsholt a spol., 2013]. Díky této matrici jsou mikroorganismy chráněny před působením antibiotik, antiseptik a i proti imunitnímu systému organismu. Ve stádiu zralého biofilmu, kdy mikroorganismům hrozí vyčerpání živin, se biofilm začne řízené rozpadat v menší celky, a mikroorganismy se z biofilmu uvolní a šíří se do blízkého i vzdáleného okolí, kde způsobují další závažné komplikace. Léčba topických infekcí jak chronických ran, tak i infekcí způsobených přisedlými biofilmy na umělých materiálech je velmi obtížná a následky jsou alarmující. Naše imunitní obrana vůči mikroorganismům v biofilmu není dostatečná a nevhodné použití topických antibiotik či antiseptik vede k tvorbě rezistentních kmenů, které přerůstají kmeny citlivé. Abychom dosáhli efektivní lokální terapii způsobené infekcí v biofilmu, je zapotřebí použít kombinaci mechanického debridementu a terapii účinným širokospektrým antiseptikem a dalšími látkami, které pronikají dovnitř biofilmu, kde zabíjejí bakterie či blokují tvorbu biofilmu. Jednou z možností je využití komerčně dostupných terapeutických krytí založených na lokálním působení iontů stříbra (Aquacel Ag+Extra) nebo na polymemích práškových materiálech vytvářejících v ráně ideální vlhkost, která podporuje optimální činnost buněk a regeneraci postižené tkáně (Altrazeal).
Určitou možností jak zvýšit terapeutický potenciál lokální terapie infikované rány či zabránit usazení infekce na povrchu umělého materiálu je použití antimikrobiálních peptidů (AMP) [Zasloff, 2002]. Je známo, že AMP zabíjejí bakterie zcela odlišným mechanismem než tradiční antibiotika a při tom nevytvářejí bakteriální rezistenci [Zasloff, 2002], a proto jsou uvažovány jako doplněk tradičních antibiotik nebo jejich náhrada [Hancock a Sáhl, 2006; Toke, 2005; Giuliani a spol., 2007, Zaiou, 2007; Oyston a spol., 2009; Baltzer a Brown, 2011; Yeung a spol., 2011; Čeřovský, 2014]. Nyní zde předkládané, nově objevené vysoce účinné AMP se nabízejí jako vhodné, synteticky dostupné látky k eradikaci infekce, případně k prevenci vzniku infekčního ložiska, a to v kombinaci s komerčně dostupnými materiály používanými pro krytí infikovaných ran, nebo ve směsi s nosiči používanými v ortopedii pro léčbu infekcí kostí, či ve směsi se syntetickými polymemími materiály používanými například v ortopedii jako tmely (polymetylmetakrylát) pro fixaci kloubních náhrad.
Antimikrobiální peptidy byly identifikovány prakticky v celém spektru živočišné a rostlinné říše. V říši hmyzu například představují právě takové peptidy hlavní prostředek obrany proti mikroorganismům [Čeřovský, 2014; Otvos, 2000]. Tyto peptidy jsou schopny velice rychle zabíjet bakterie a některé další mikroorganismy jako kvasinky a plísně, a to mechanismem zcela odlišným, než jaký je znám v případě běžně užívaných antibiotik. I když zmíněný mechanismus ještě není zcela objasněn, v podstatě spočívá v narušení buněčné membrány mikroorganismů tvorbou transmembránových pórů nebo iontových kanálů, či rozpadem celé mikrobiální obálky. Následný únik metabolitů a dalších nitrobuněčných komponent způsobí zánik mikroorganismu [Oren a Shai, 1998; Yeaman a Yount, 2003; Nguyen a spol., 2011]. Obecně je též známo, že antimikrobiální peptidy u bakterií nevyvolávají resistenci, která je známa u doposud používaných tradičních antibiotik. Zvláštní skupina peptidů s antimikrobiálním účinkem se nachází vjedu hmyzu řádu Hymenoptera [Kuhn-Nentwig, 2003],
V přírodě je antimikrobiální účinek peptidů isolovaných z jedu vos, včel, čmeláků a mravenců většinou sekundární, jejich hlavní úloha spočívá spíše v toxicitě či vyvolání bolesti a zánětu, jako třeba u peptidů patřících do skupiny mastoparanů [Čeřovský a spol., 2008]. Nicméně antimikrobiální účinek peptidů isolovaných například zjedu primitivních včel je značný a vzhledem k tomu, že se jedná o peptidy synteticky snadno dostupné, lze uvažovat o využití takových peptidů i v praktické medicíně. V současné situaci, kdy překonávání resistence bakteriálních patogenů a kvasinek vůči tradičním antibiotikům či běžným antifungálním přípravkům vyžaduje hledání stále nových typů antimikrobiálních látek, jsou antimikrobiální peptidy velmi perspektivní.
Přírodní peptid nazvaný hylanin byl původně isolován z jedových váčků volně žijících solitérních včel Hylaeus signatus a jeho sekvence byla stanovena následovně:
H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-LeurMebfcwřife«řiíKsáEift-Ala-His-ne-Ala-Lys-NH2
Na základě takto stanovené sekvence byl hylanin připraven metodou syntézy na pevné fázi a poté byla testována jeho antimikrobiální aktivita.
Synteticky připravený hylanin vykazoval vysokou aktivitu proti Micrococcus luteus a Bacillus subtilis, byl ovšem málo aktivní proti patogenním bakteriím Staphylococcus aureus a Pseudomonas aeruginosa, a vykazoval jen mírnou aktivitu proti kvasince Candida albicans. Současně však měl velmi nízkou hemolytickou aktivitu, která je mírou toxicity vůči eukaryotickým buňkám.
Primární funkce hylaninu v přírodě není známa, jedná se o peptid s dosud nepopsanými biologickými účinky. Je však obecně známo, že peptidy izolované zjedu hmyzu řádu Hymenoptera vykazují antimikrobiální a antifungální účinky, případně zabíjejí buňky protozoálních parazitů, nebo i některé rakovinné buňky.
Podstata vynálezu
Nyní bylo překvapivě zjištěno, že cílenou obměnou aminokyselinového složení, která zahrnuje vícero aminokyselin v sekvenci, lze získat analogy hylaninu, mající silný účinek nejen proti patogenním stafylokokům, ale též proti Gram-negativní bakterii Pseudomonas aeruginosa, a nadto i proti kvasince Candida albicans. Některé z těchto analogů mají dobrou účinnost i vůči dalším patogenním kvasinkám rodu Candida.
Nýznaxaný antimikrobiální účinek předkládaných analogů byl prokázán též během jejich působení na mikrobiální biofilmy in vitro, tvořené C. albicans, P. aeruginosa nebo S. aureus.
V těchto případech byl účinek analogů sledován jako ztráta metabolické aktivity mikrobiálních buněk uvnitř biofílmu a to za využití sloučenin 2,3-ůzs-(2-methoxy-4-nitro-5sulfofenyl)-2H-tetrazolium-5-karbox anilid (XTT) nebo 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5difenyl-2/f-tetrazolium bromid (MTT). V případech použití někteiých analogů byl úbytek metabolické aktivity mikrobiálních buněk srovnatelný s poklesem, pozorovaným po aplikaci běžně používaných antifungálních látek či antibiotik a někdy ho dokonce převyšoval.
Předmětem vynálezu jsou antimikrobiální peptidy obecného vzorce a-Ile-b-c-d-e-f-Lys-Lys-g-h-i-j-Ile-k-Lys-NH2 (I-A), v nichž a je Gly, Lys, β-Ala b je Met, Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe c je Ser, Lys, Arg, Om d je Ser, Lys, Arg, Om e je Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe f je Met, Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe g je Leu, Nle, Ile, Trp h je Lys, Arg, Om, Ala i je Lys, Arg, Om, Ala j je Ile, Leu, Nle, His k je Lys, Arg, Om, Ala přičemž aminokyseliny v jakékoliv jedné poloze či ve více polohách, uvedených polohách mohou být i v konfiguraci D.
Předmětem vynálezu jsou dále peptidy konkrétních vzorců I až XIX H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NHz H-G/y-//e-Afer-Ser-S'er-LeM-A/eí-Z.ys-Lys-Lew-L>’5-Ly5-Z/e-//e-TZí2-Ly5-NH2 H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-^Hi H-Gly-Ile-Nle-Ser-Ser-Leu-Nle-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 H-Lys-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Lys-Lys-NH2
H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Ala-Ala-His-Ile-Lys-Lys-NH2 (VIII), nebo ve všech (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII),
H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Ala-Ala-Ile-Ile-Lys-Lys-NH2 (IX), H-Gly-Ile-Leu-Lys-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (X), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (XI), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (XII), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-tA^ (ΧΠΙ), H-Gly-Ile-Trp-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (XIV), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Trp-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (XV), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Trp-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (XVI), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Trp-Ile-Ala-Lys-NH2 (XVII), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Trp-Ile-Ala-Lys-NH2 (XVIII), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-íys-NH2 (XIX), kde kurzívou jsou vyznačeny aminokyseliny v konfiguraci D.
Předmětem vynálezu jsou také peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX pro použití k léčení nebo prevenci topických infekcí zvolených ze skupiny, zahrnující chronické či obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznic a infekční onemocnění kostí a okolních tkání, včetně těch infekcí, jejichž příčinou je tvorba mikrobiálních biofilmů.
Předmětem vynálezu jsou rovněž peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX pro použití k prevenci infikace či k odstranění infekčního agens u katetrů, kloubních a kostních náhrad a tmelů a k prevenci infikace ortopedických implantátů.
Dalším předmětem vynálezu jsou peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX pro použití ke zvýšení účinku místně působících antibakteriálních léčiv a krycích materiálů používaných k léčení topických infekcí.
Předmětem vynálezu jsou také peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX pro použití k inkorporaci do lokálních nosičů používaných v ortopedii, zvolených ze skupiny, zahrnující fosforečnan vápenatý, síran vápenatý, bioaktivní sklo, apatit-wollastonitové keramické biosklo, hydrogel, kolagen, kostní štěpy, kostní cement nebo syntetické polymery zvolené z polymetylmetakrylátu, kopolymeru metylmetakrylátu a hydroxyetylmetakrylátu, polyanhydridu, polylaktidu, polyglykolidu, kopolymeru hydroxybutyrátu a hydroxyvalerátu, polyhydroxyalkanoátu, polykaprolaktonu či želatinové houby s glycerinem, nebo z kompozitů složených z polymerů a minerálních nosičů.
Předmětem vynálezu jsou i peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX pro výrobu léčiva k léčení nebo prevenci topických infekcí zvolených ze skupiny, zahrnující obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznice a infekční onemocnění kostí a okolních tkání.
Předmětem vynálezu je také farmaceutický prostředek, který obsahuje terapeuticky účinné množství alespoň jednoho peptidu obecného vzorce I-A a/nebo vzorce 1 až XIX, případně i druhou aktivní složku, jíž je antibiotikum či antifungální agens a/nebo desinfekční činidlo, popřípadě také alespoň jeden farmaceuticky přijatelný krycí materiál, nosič, plnivo a/nebo ředidlo.
Předmětem vynálezu je také výše uvedený farmaceutický prostředek pro použití k léčení nebo prevenci topických infekcí zvolených ze skupiny, zahrnující obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznice a infekční onemocnění kostí a okolních tkání, k prevenci infekčních komplikací po implantaci kloubních náhrad a po osteosyntézách a k léčení, vždy včetně komplikací, jejichž příčinou je tvorba mikrobiálních biofilmů.
Předmětem vynálezu je i desinfekční prostředek, který obsahuje alespoň jeden peptid obecného vzorce I-A nebo peptid vzorce I až XIX.
Předkládaný vynález tedy zahrnuje peptidy obecného vzorce I-A nebo konkrétních vzorců I až XIX, použitelné k léčbě infekcí chronických ran, zejména bércových vředů, syndromu diabetické nohy a k léčbě infekcí kostí (osteomyelitidy), přičemž lokální použití antimikrobiálních peptidů zahrnuje i jejich případnou inkorporaci do lokálních nosičů používaných v ortopedii, dále k prevenci či odstraněný infekčního agens z kloubních náhrad a tmelů a k prevenci infekčních pooperačních komplikací, vznikajících po implantaci kloubních náhrad a po osteosyntézách.
Dále mohou být tyto peptidy využity při léčení infekcí vnějšího zvukovodu (otitis extema), zánětu spojivkového vaku (conjunctivitis acuta, conjunctivitis chronica), v gynekologii jako prostředek proti vaginální infekci způsobené kvasinkami, dále při léčení infikovaných ran způsobených popáleninami nebo bojovými zraněními, a to především v případech, kdy tradičně používané antiseptické prostředky či antibiotika vzhledem k mikrobiální rezistenci selhávají. Takové infekce je obtížné léčit, neboť jsou ve většině případů komplikovány výskytem biofilmů, uvnitř kterých jsou mikroorganismy ve srovnání s planktonickými buňkami k antimikrobiálním látkám až tisícinásobně rezistentní.
Výhodné se jeví i použití předkládaných peptidů v sanitárních a desinfekčních prostředcích.
Význakem vynálezu je i to, že výše zmíněný farmaceutický prostředek je určen k léčení nebo prevenci infekcí, jejichž příčinou je tvorba mikrobiálních biofilmů.
Syntetické peptidy vzorců (I) až (XIX) lze volně zahrnout mezi hylaniny, pojmenované podle přírodního peptidu hylaninu. Vhodnou záměnou aminokyselin v jeho sekvenci, jíž byla překvapivě nutná výměna více aminokyselin ve vhodné kombinaci, bylo neočekávaně dosaženo nejen podstatného zvýšení antimikrobiálního účinku vůči patogenním bakteriím a kvasinkám, ale zároveň i snížení jejich hemolytické aktivity. Předkládané peptidy se tak staly využitelnými i pro aplikace v přítomnosti eukaryontních buněk, což nově umožňuje jejich použití jako aktivní složky humánních či veterinárních léčiv. Sekvence takto získaných analogů a jejich molekulární hmotnosti jsou uvedeny v Tabulce 1. Antimikrobiální aktivity proti sérii bakterií vyjádřené hodnotami MIC (minimální inhibiční koncentrace), vyplývající z provedených záměn, jsou pak uvedeny v Tabulce 2. Tabulka 2 zároveň udává i hodnoty antifungální aktivity proti kvasince Candida albicans a rovněž i hodnoty hemolytické aktivity. Další hodnoty antifungálních aktivit proti sérii kvasinek rodu Candida jsou uvedeny v Tabulce 3.
Předkládané antimikrobiálně působící peptidy mohou být složkami, zvyšujícími účinek místně působících antibakteriálních léčiv a krycích materiálů používaných k léčení topických infekcí a navržena je i jejich inkorporace do lokálních nosičů používaných v ortopedii.
Další využití nových antimikrobiálních peptidů podle tohoto vynálezu zahrnuje kromě léčení povrchových ran a kožních defektů i léčení infekčních nemocí kostí (osteomyelitid), popřípadě prevenci či eradikaci infekčních komplikací kloubních náhrad a osteosyntéz a také jejich využití v sanitárních a desinfekčních prostředcích.
Antimikrobiální účinky předkládaných peptidů byly testovány jak na sérii mikroorganismů v planktonické formě, ale i vůči mikrobiálním biofilmům. Účinek peptidů proti mikroorganismům v planktonické formě je dále popsán v příkladech 2 a 4; získané výsledky jsou shrnuty v Tabulkách 2 a 3. Účinky peptidů proti bakteriálním a kvasinkovým biofilmům jsou popsány v příkladech 5 a 6 a získané výsledky shrnuty v Tabulkách 4 a 5.
Vybrané peptidy byly též testovány v kombinaci s antibiotiky pro ověření jejich synergického účinku vůči planktonickým formám P. aeruginosa a S. aureus, což je popsáno v příkladu 7 a výsledek je shrnut v Tabulce 6.
Vybrané peptidy byly dále testovány i v modelech indukované osteomyelitidy, což je popsáno v příkladu 8. Studium antifungálního působení peptidů je popsáno v příkladu 9 a výsledek těchto pokusů je doložen obrázky 1 A, B.
Přehled obrázků na výkrese
Obr. 1 (A) zobrazuje účinek subinhibičních koncentrací oktenidindyhrochloridu (ODDC), peptidů II a VII samotných a kombinací těchto peptidů s ODDC na kvasinky C. glabrata ATCC 2001, změřený pomocí fluorescenční sondy diS-Cs(3). Šipka označuje okamžik přidání látek k buněčným suspenzím.
Obr. 1 (B) znázorňuje vliv patnáctiminutového působení ODDC, peptidů II a VII samotných a jejich kombinací na přežívání kvasinek C. glabrata ATCC 2001.
Příklady provedení vynálezu
Seznam zkratek:
Fmoc 9-fluorenylmethyloxykarbonyl
MBHA pryskyřice TFA 4-methylbenzhydrylaminová pryskyřice trifluoroctová kyselina
TIS triisopropylsilan
HPLC vysoce účinná kapalinová chromatografie
BHI médium médium z mozkosrdcové infuze
YPD médium kvasnično-pepton-glukózové médium
LB médium Luria Bertani médium
CFU jednotky tvořící kolonie
ODDC oktenidindyhrochlorid
Příklad 1
Syntéza sloučenin vzorců (I) až (XIX)
Antimikrobiální peptidy vzorců I až XIX byly syntetizovány metodou syntézy peptidů na pevné fázi (SPPS). Syntéza byla provedena manuálně v 5 ml polypropylenových injekčních stříkačkách s polypropylenovým filtrem na dně stříkačky, za využití protokolu Fmoc-chemie [Fields a Noble, 1990], Jako pevný nosič byla použita Rink Amide MBHA pryskyřice (IRIS Biotech GmBH, Germany) o substituci 0,7 mmol/g.
Tabulka 1. Sekvence analogů odvozených od peptidů hylaninu a jejich molekulové hmotnosti
Sekvence peptidů Molekulární hmotnost (Da)
Spočtená Nalezená
I Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1787,13 1786,8
II G\y-lle-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-N]A2 1787,13 1787,1
III Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1751,21 1751,6
IV G\y-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-lle-Ala-Lys-lAV.2 1751,21 1751,2
v Gly-Ile-Nle-Ser-Ser-Leu-Nle-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1751,21 1751,6
VI Z,ys-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1822,29 1822,2
VII Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Lys-Lys-NH2 1844,18 1843,9
VIII Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Ala-Ala-His-Ile-Lys-Lys-NH2 1754,04 1754,0
IX Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Ala-Ala-Ile-Ile-Lys-Lys-NH2 1787,13 1787,2
X Gly-Ile-Leu-Lys-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1792,28 1792,3
XI Gly-Ile-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1792,28 1792,3
XII Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1824,21 1824,2
XIII Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-lle-Jle-Ala-Lys-NÍA^ 1824,21 1824,2
XIV Gly-Ile-Trp-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1824,21 1824,2
XV Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Trp-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1824,21 1824,2
XVI Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Trp-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 1824,21 1824,2
XVII Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Trp-Ile-Ala-Lys-NH2 1897,20 1897,2
XVIII Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Trp-Ile-Ala-Lys-NH2 1824,21 1824,2
XIX Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-lle-Ile-Ala-£ys-NH2 1824.21 1824,2
Aminokyseliny, jejichž aminová funkce byla chráněna pomocí Fmoc, byly kondenzovány ve
4-násobném molámím přebytku v dimethylformamidu a ke kondensaci byl použit N,N diisopropylkarbodiimid v přítomnosti 1-hydroxybenzotriazolu. Fmoc-chránící skupina byla po každém kondenzačním stupni odštěpena roztokem 20% piperidinu v dimethylformamidu. Surové peptidy (I-XIX) byly získány odštěpením z pryskyřice a současnou deprotekcí chránících skupin působením směsi TFA/l,2-ethandithiol/H2O/thioanisol/TIS (90 : 2,5 : 2,5 : 3 : 2) po dobu 3,5 hod a následnou precipitací terributyl methyletherem. Pokud peptid neobsahoval methionin, byla ke štěpení použita jednodušší směs TFA/H2O/TIS (95 : 2,5 : 2,5); uvedeny jsou objemové podíly. Tímto postupem bylo získáno 100-120 mg surových peptidů. Část tohoto materiálu (30 mg) byla v každém případě přečištěna preparativní HPLC na koloně Vydac C-18 (250 x 10 mm) při průtoku 3,0 ml/min a s využitím gradientu od 5% acetonitril/voda/0,1% TFA do 70% acetonitril/voda/0,1% TFA (zde uvedené procentní údaje jsou objemová procenta). Takto bylo získáno 10-15 mg HPLC čistých peptidů, jejichž identita byla ověřena hmotnostní spektrometrií, jak udává Tabulka 1.
Příklad 2
Stanovení antimikrobiální aktivity
Gram-positivní bakterie {Micrococcus luteus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis a Enterococcus faecalis), Gram-negativní bakterie {Escherichia coli a Pseudomonas aeruginosa) a kvasinky {Candida albicans) byly napěstované do exponenciální fáze růstu a naředěny do čerstvého média. BHI medium od firmy Oxoid, Velká Británie, bylo použito pro Enterococcus faecalis'. YPD medium obsahující kvasniční extrakt, pepton a glukózu bylo použito pro Candida albicans a LB medium od firmy Sigma, Česká republika, bylo použito pro ostatní mikroorganismy. Poté byly mikroorganismy přidány k roztokům testovaných antimikrobiálních peptidů v LB médiu v inkubačních vícejamkových destičkách připravených dvojnásobným ředěním ze zásobního roztoku (1 mmol.l ’) tak, že finální koncentrace peptidů v jamkách byla v rozmezí od 0,1 do 100 pmol.l \ Destičky byly vloženy do přístroje Bioscreen C (Oy Growth Curves AB Ltd., Helsinki, Finland), kde byly inkubovány při 37 °C po dobu 20 hodin za stálého třepání. Absorbance při 540 nm byla měřena každých 15 minut. Z takto získaných růstových křivek pro různé koncentrace peptidů byla stanovena antimikrobiální aktivita jako tzv. minimální inhibiční koncentrace (MIC) (viz Tabulka 2). V experimentech bylo použito množství cca 105 CFU bakterií nebo kvasinek na jamku. Jako standard byl použit tetracyklin v koncentraci od 0,1 do 100 pmol.l \
Klinické izoláty bakterií byly získány z Fakultní nemocnice v Praze Motole a z Krajské nemocnice v Liberci. Methicilin rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) 6271 a Pseudomonas aeruginosa 5482 byly získány ze Státního zdravotního ústavu v Praze, ostatní bakterie z České sbírky mikroorganismů Masarykovy university v Brně a Candida albicans z Lékařské fakulty Palackého university v Olomouci.
Příklad 3
Stanovení hemolytické aktivity
Peptidy v koncentraci 2-400 μηιοΙ.Γ1 byly inkubovány s 5% (obj./obj.) suspenzí lidských červených krvinek v 0,2 ml fyziologického roztoku po dobu 1 hodiny při 37 °C. Poté byly vzorky odstřeďovány 5 minut při 250 g. Absorbance supematantu byla stanovena při 540 nm. Jako kontrola pro 100% hemolýzu byl místo peptidu použit 0,2% (obj./obj.) roztok Tritonu XI00. Výsledky testování jsou uvedeny v Tabulce 2. Hemolytická aktivita je vyjádřena jako koncentrace peptidu způsobující 50% rozpad červených krvinek (hodnoty LC50).
Tabulka 2. Antimikrobiální a hemolytické aktivity peptidů (I) až (XIX) a tetracyklinu.
ΛΛ.
Hemolytická aktivita LC50 (μιηοΙ.Γ1) >400 >400 284,2 332,9 373,4 363,7 >400 >400 >400 >400 >400 196,6 190,7 165,4 >400 o o A 57,2 159,6 >200 >200
Antimikrobiální aktivita MÍC (μπιοΙ.Γ1) C.a. Olomouc 5,2 8,0 10,0 9,0 10,0 25,3 6,3 5,0 8,0 24,0 45,3 o' I“·* 00 16,0 X 10,5 X »* 16,0 26,0 n.t.
P.a. 5482 5,0 3,2 5,0 O X 5,0 7,1 23,0 X 5,0 4,5 5,3 6,7 1 6,3 4,0 5,0 X 8,0 CD^ X 28,7
P.a. Liberec 8,5 σχ 16,0 9,9 46,0 10,6 8,9 8,5 8,8 8,8 21,0 σγ X 20,7 8,5 70,4
E.c. 9,0 6,3 8,0 4,5 10,0 16,0 22,0 20,0 16,0 10,0 CD 5,0 XO Q 7,5 2,5 4,0 13,0 řX
E.f. Moto/ 100,0 44,3 59,3 X 54,0 32,5 >100 >100 98,0 X (X 25,3 3,4 46,0 73,3 1 100,0 * 10,0 25,3 6,5 40,0
S.e. Motol <X OO 3,2 2,5 1,4 1,7 CD X 2,2 °°r, 2,0 1,7 «η r·* 2,0 >100
S.a. Motol 23,0 16,2 5,0 6,3 X 10,0 64,7 90,0 18,3 10,0 10,0 5,0 cX 5,3 ťN X 20,3 2,0 4,0 3,2 2,0
S.a. 6271 32,0 r-í 0‘9l X (X 32,0 54,0 CD X 00 35,0 16,5 22,7 5,3 6,3 20,0 16,0 20,0 2,5 8,0 6,3 <3X <x
S.a. Liberec 3,8 xo* ťX 4,0 X 18,0 X 8,8 CD 5,9 ťX X 6,6 8,8 X©' ťX CN CD
B.s. X CN <X O, (X OO «τγ X /Ί (X 2,8 (X 0,8 XO^ ·—M CD^ CD^ 1-M o. cX 16,0
M.l. αγ CD^ XO OO «ΜΜ xo o^ σχ C*y 0,8 0,8 r Q X n.t. n.t. n.t. 0,8
Peptid rn >—4 111 IV > > VII ΙΠΛ XI X IX IIX -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 XIII AIX XV XVI XVII XVIII XIX Tetracyklin
M.I., Micrococcus luteus; B.s., Bacillus subtilis; S.a., Staphylococcus aureus; S.e., Staphylococcus epidermidis; E.f, Enterococcus faecalis; E.c., Escherichia coli; P.a.,
Pseudomonas aeruginosa; C.a., Candida albicans', n.t. = netestováno
Příklad 4
Stanovení antifungální aktivity vůči vybrané sérii kvasinek
Kvasinky Candida albicans (Olomouc) a ATCC MYA-2876, Candida glabrata ATCC 2001 a DSY 565, Candida dubliniensis ATCC MYA-646, Candida krusei ATCC 6258 a Candida tropicalis ATCC 750 byly sterilně rozčárkovány ze zásobní kultury na Sabouradův agar, složený z 40 g glukózy (Penta, CZ), 10 g peptonu (OXOID, UK) a 17 g agaru (OXOID, UK), rozpuštěných v 1 1 destilované vody a kultivovány 24 hod při 35 °C.
Zásobní kultury kvasinek jsou kryogenicky uchovávány při teplotě -80 °C ve směsi tvořené 50 % glycerolem a kulturou kvasinek narostlých v YPD mediu, složeném z 10 g kvasničného extraktu (DIFCO, USA), 20 g peptonu (OXOID, UK) a 20 g glukosy (Penta, CZ), rozpuštěných v 1 1 destilované vody v poměru 1:1.
Pět dobře definovaných kolonií každé kvasinky bylo sterilní očkovací kličkou přeneseno do 1 ml sterilního fyziologického roztoku. Následně byla optická densita upravena na hodnotu 0,18 při 600 nm. Kultura o požadované densitě byla následně ředěna 1:100 do RPMI media s Lglutaminem bez NaHCCh (BioSera, FR), s 0,165 mokl'1 MOPS (Duchefa, NL) - dále jen RPMI médium. Inokulum kvasinek bylo připraveno ředěním 1:20 do RPMI média.
Do 96 jamkových destiček byly dvojkovým ředěním v RPMI médiu připraveny antimikrobiální peptidy v koncentracích 0,625 až 160 μιηοΙ.Γ1. K antimikrobiálním peptidům o požadované koncentraci bylo následně přidáno inokulum v poměru 1:1. Finální koncentrace kvasinek v testovaných jamkách odpovídala hodnotám 5*102 až 2,5x103 CFU/ml. Destičky byly inkubovány staticky při teplotě 35 °C po dobu 48 hod.
Jako negativní kontrola sloužily neinokulované jamky; jako pozitivní kontrola sloužily jamky, k nimž nebyl přidán antimikrobiální peptid; a jako kontrola kvality sloužily jamky, k nimž byl přidán amfotericin B namísto antimikrobiálního peptidů.
Následně byly destičky vizuálně vyhodnoceny a jako minimální inhibiční koncentrace (MIC) byly označeny jamky, ve kterých nebyl pozorován žádný nárůst kvasinek.
Všechny kvasinkové izoláty byly získány z Fyziologického ústavu AV ČR. Izolát Candida albicans (Olomouc) byl z Lékařské fakulty Palackého university v Olomouci.
Tabulka 3. Antifungální aktivita peptidů (I) až (XVIII) a antifungální ch látek
Peptid Antifungální aktivita MIC (μπιοΙ.Γ1)
C. albicans Olomouc C. albicans ATCC MYA2876 C. krusei ATCC 6258 C. tropicalis ATCC 750 C. dubliniensis ATCC MYA- 646 C. glabrata ATCC 2001 C. glabrata DSY 565
I 17,0 22,0 10,0 0,8 40,0 40,0 88,9
II 15,5 15,5 7,8 0,7 34,0 15,5 32,2
III 13,0 18,0 5,0 0,9 20,0 24,0 44,0
IV 11,0 11,0 4,3 0,6 12,0 10,0 20,0
V 12,0 19,0 5,0 1,0 26,0 24,0 44,0
VI 12,0 20,0 4,8 0,9 12,0 28,0 71,1
VII 17,0 22,0 10,0 1,1 20,0 40,0 97,8
VIII 17,0 20,0 10,0 1,1 36,0 26,0 66,7
IX 16,0 18,0 12,0 1,1 42,0 20,0 44,4
X 10,5 17,0 5,0 1,0 14,0 34,0 71,1
XI 12,0 20,0 5,0 l,o 10,5 26,0 40,0
XII 8,5 10,0 4,3 1,0 9,5 10,0 21,0
XIII 10,0 11,0 5,0 1,1 9,5 6,0 18,0
XIV 8,2 10,0 5,2 1,2 9,0 19,1 48,0
XV 21,0 17,0 8,0 1,2 22,0 40,0 88,9
XVI 18,0 26,0 10,0 1,0 40,0 40,0 231,1
XVII 4,5 5,5 3,3 0,8 5,0 5,5 11,0
XVIII 8,5 10,0 7,8 1,2 10,0 8,5 24,0
Flukonazol 2,0 2,2 515,6 49,3 1,8 266,7 950
Clotrimazol 0,4 0,3 1,0 4,6 1,4 14,2 35,0
Příklad 5
Stanovení antimikrobiální aktivity na modelových bakteriálních biofílmech
Inokulum S. aureus (Liberec) nebo P. aeruginosa (Liberec) napěstované přes noc v BHI médiu bylo naředěno do čerstvého BHI média s přídavkem 1% glukózy na koncentraci cca 108 CFU/ml, rozděleno po 100 μΐ do 96-jamkové polystyrénové destičky a rotačně mícháno (300 otáček/min) při 37 °C po dobu 24 h. Médium v jamkách bez baktérií sloužilo jako negativní kontrola (blank). Z každé jamky byl následně odsát supernatant a narostlý biofilm na dně a stěnách jamek byl 3x opatrně promyt 300 μΐ sterilního fyziologického roztoku. Peptidy byly testovány v koncentracích 1-128 pmol.l’1, které byly připraveny dvojnásobným ředěním zásobních roztoků (1 mmol.F1) v čerstvém BHI médiu a naneseny po 100 μΐ do jednotlivých jamek na vytvořené biofilmy. Následovala inkubace za podmínek popsaných výše po dobu 20 hodin. Samotné BHI médium navrstvené na biofilm bylo použito jako kontrola. Poté byly obsahy jamek odsáty a 2x promyty sterilním fyziologickým roztokem.
Pro stanovení metabolické aktivity biofilmu (stanovení množství životaschopných bakterií) bylo použito barvení pomocí MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyl-2/7-tetrazolium bromid). Destičky byly inkubovány se 100 μΐ BHI media a 10 μΐ MTT (5 mg/ml) na jamku po dobu 40 min při 37 °C. Poté bylo médium s MTT odsáto a vzniklé formazanové krystaly vytvořené redukcí MTT uvnitř biofilmu byly rozpuštěny přidáním 100 μΐ DMSO a intenzita zabarvení v jednotlivých jamkách byla odečtena jako absorbance při 540 nm na přístroji Tecan infinite M200 PRO reader (Tecan Austria GmbH). Zbytková metabolická aktivita přeživších buněk uvnitř biofilmu byla pro každou jamku vyjádřena v % podle vztahu:
%= A~A^.....*100,
Ακ ~ ABL kde A je absorbance v případě testované látky, Abl je absorbance negativní kontroly a Ak je absorbance kontrolního biofilmu. Hodnoty zbytkové metabolické aktivity jsou uvedeny v Tabulce 4.
Tabulka 4. Účinek vybraných peptidů na bakteriální biofílmy tvořené Staphylococcus aureus a Pseudomonas aeruginosa (vyjádřené zbytkovou metabolickou aktivitou mikrobiálních buněk v (%) při dané koncentraci peptidu (n.t., netestováno).
Metabolická aktivita (%) P. aeruginosa (Liberec) Koncentrace peptidu *6 E ZL 00 CN 43,4 26,7 n.t. ťN 49,3 56,8 33,8 34,2 45,9 49,1 57,9 23,0 32,2 31,9 n.t. n.t. d n.t. OO
64 pmol.r1 62,9 33,0 n.t. 59,6 61,4 89,2 53,3 83,8 93,9 83,1 44,4 73,6 65,6 63,2 d n.t. n.t. n.t. 20,3
O E i cn 89,6 d 56,0 64,9 vÝ 00 67,8 82,9 66,9 61,2 54,8 57,6 57,6 1 n.t. d d d 40,4
16 pmol.r1 OO 100,5 d 69,5 59,8 74,1 76,5 76,8 cn so 60,9 69,3 65,8 54,9 70,3 66,2 d n.t. n.t. d 62,9
o E ZL oo 86,4 94,2 n.t. 56,5 65,5 79,0 rn SO^ 78,9 79,4 cn ťN SO 3 74,1 n.t. n.t. n.t. n.t. 80,0
Metabolická aktivita (%) 5. aureus (Liberec) Koncentrace peptidu § =L 00 (N *··< Γ-γ C4 0,0 0,0 cT n.t. 23,6 en (N 0,0 co 5,3 Tf 6‘9 oo 3,6 6,3 104,0
i =L 101,9 29,9 ογ ir? 3,0 26,0 n.t. 30,5 1 22,3 24,0 20,4 14,5 38,0 18,4 W? 10,5 cn 8,5 82,4
i fN (N 107,5 78,4 49,5 15,1 n.t. 54,0 30,0 51,0 18,9 21,5 16,3 40,6 64,6 s© (N 19,5 ťN Os' 108,7
i zt Ό 103,3 138,8 89,6 34,2 O 34,0 n.t. 53,6 59,1 68,4 31,5 33,8 52,2 60,5 60,6 12,3 s© Tj- 2,8 15,9 102,4
o E zL 00 111,6 143,1 87,8 65,5 co OO 55,6 n.t. os SO 75,2 52,2 SO' F—< »T) 58,0 c4 68,7 72,8 52,8 95,4
Peptid h—f III IV > VI VII XI X IX XII XIII AIX i--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- XV XVI ΙΙΛΧ ΙΙΙΛΧ XIX Vankomycin Amikacin
Příklad 6
Stanovení antimikrobiální aktivity na modelových biofílmech kvasinek C. albicans
Kvasinka Candida albicans (Olomouc) byla předpěstována přes noc v YPD médiu (10 g kvasničný extrakt (DIFCO, USA), 20 g pepton (OXOID, UK), 20 g glukosa (Penta, CZ) rozpuštěné v 1 1 destilované vody) za stálého třepání (100 otáček/minutu) při 37 °C. Druhý den ráno byla kultura naředěna v poměru 1:100 do nového YPD média a kultivována za stálého třepání (200 otáěek/minutu) při 37 °C do té doby, než bylo dosaženo střední oblasti exponenciální fáze růstu. Následně byla kultura odstřeďována (5000 otáček/minutu) po dobu 5 min a následně dvakrát promyta fyziologickým roztokem (9 g/1 NaCl (Penta, CZ)). Kvasinky byly suspendovány ve fyziologickém roztoku a byla změřena optická densita této suspenze při 600 nm.
Kvasinkové inokulum bylo připraveno tak, aby optická densita buněk odpovídala hodnotě 0,17 (cca 106 CFU/ml) vRPMI s L-glutaminem (BioSera, FR), NaHCO3 (2 g/1; Penta, CZ) a 0,165 mol.F1 MOPS (Duchefa, NL) - dále jen RPMI médium 1. Inokulum bylo následně naneseno do 96-jamkových destiček (TPP, SW) a staticky inkubováno při 37 °C po dobu 2 hodin. Následně byly jamky sterilně dvakrát promyty dvojnásobným objemem PBS pufru (1,44 g Na2HPO4, 0,24 g KH2PO4, 0,2 g KC1 a 8 g NaCl v 1 1 destilované vody, pH - 7; Penta, CZ). Do jamek bylo následně přidáno čerstvé RPMI médium 1 a destičky byly přikryty víčkem a utěsněny parafilmem a inkubovány staticky po dobu 48 hod a teplotě 37 °C.
Vytvořený biofílm byl poté sterilně třikrát promyt dvojnásobným objemem PBS pufru. Do jamek bylo následně pipetováno RPMI médium 1 a testovaný antimikrobiální peptid. Antimikrobiální peptid byl dvojkově ředěn přímo v destičce s vytvořeným biofílmem. Testované koncentrace peptidů jsou v rozmezí 0,39 - 200 μιηοΙ.Γ1. Destičky byly opět přikryty víčkem a utěsněny parafilmem a staticky inkubovány po dobu 20 hodin při teplotě 37 °C.
U ovlivňovaného biofilmu byla následně stanovena zbytková metabolická aktivita (stanovení metabolicky aktivních kvasinek) pomocí XTT testu. Zásobní roztok PMS (fenazin methosulfát; 7,5 g/1; SIGMA, CZ) skladovaný při -20 °C byl naředěn 1:100 do PBS pufru. Naředěné PMS bylo smícháno v poměru 2:25 sXTT (XTT (2,3-bis-(2-methoxy-4-nitro-5sulfofenyl)-2/7-tetrazolium-5-karboxanilid; 0,5 g/1; Alchimica, SK)), rozpuštěným v PBS pufru a RPMI médiu 1 v poměru 1:1. K biofilmu byl přidán shodný objem směsi XTT/PMS a směs byla inkubována staticky po dobu 90 min při 37 °C. Následně byla změřena intenzita vzniklého zbarvení při 540 nm na přístroji Tecan infinite M200 PRO reader (Tecan, AU). Metabolická aktivita byla vyjádřena v procentech kontrolního biofilmu podle vztahu:
% = A~A^*iqo kde A je absorbance v případě testované látky, Abl je absorbance negativní kontroly a Ak je absorbance kontrolního biofilmu.
Jako negativní kontrola sloužily neinokulované jamky; jako pozitivní kontrola sloužily jamky, k nimž nebyl přidán antimikrobiální peptid; a jako kontrola kvality sloužily jamky, k nimž byl přidán amfotericin B namísto antimikrobiálního peptidu. Hodnoty zbytkové metabolické aktivity kvasinek jsou uvedeny v Tabulce 5.
Tabulka 5. Účinek vybraných peptidů na bakteriální biofilmy tvořené Candida albicans (Olomouc) vyjádřené zbytkovou metabolickou aktivitou mikrobiálních buněk v (%) při dané koncentraci peptidu.
Peptid Metabolická aktivita C. albicans (%)
Koncentrace peptidu
6,25 pmol.r1 12,5 pmol.r1 25 pmol.r1 50 pmol.r1 100 pmol.r1 200 pmol.r1
I 100,4 108,0 130,7 57,5 28,2 8,1
II 105,3 114,2 35,2 1,0 0,0 0,0
III 104,7 113,6 87,2 31,1 28,4 0,0
IV 106,9 37,2 6,0 2,3 2,1 0,5
V 106,4 89,5 45,0 6,9 2,4 0,4
VI 98,8 111,2 110,5 28,3 0,4 0,0
VII 104,6 116,0 120,7 31,5 22,0 0,0
VIII 99,4 99,1 105,6 112,2 106,8 53,0
IX 93,2 54,3 2,3 1,5 1,3 0,8
X 100,8 109,3 65,3 16,8 7,0 3,3
XI 97,7 70,3 79,3 32,8 7,6 6,1
XII 86,8 80,3 94,8 63,6 6,2 3,2
XIII 78,3 56,9 37,2 10,9 5,8 4,9
XIV 84,6 80,9 91,1 14,2 7,4 4,2
XV 94,9 92,8 73,8 65,2 9,4 3,4
XVI 97,3 103,2 68,5 68,1 44,9 11,4
XVII 2,4 1,0 0,9 1,3 2,3 1,5
XVIII 11,5 2,5 3,2 3,2 3,1 2,6
Flukonazol 33,5 30,8 31,7 30,7 32,4 29,2
Clotrimazol 39,7 37,6 34,2 28,4 21,8 22,2
Příklad 7
Synergismus účinku peptidů s běžně užívanými antibiotiky proti S. aureus a P. aeruginosa
Pro stanovení hodnot MIC pro různé kombinace dvojnásobných ředění peptidů a antibiotik, přípravu inokula a kultivaci byla použita shodná metodika jako v případě stanovení antimikrobiální aktivity (Příklad 2). Pro určení výsledného efektu bylo použito výpočtu tzv. FIC (frakční inhibiční koncentrace) indexu podle vztahu:
pjq - MiCpc + MICac
MICP MICa ’ kde MICpc a MICac jsou MIC peptidů a antibiotika v kombinaci, v tomto pořadí, a MICp a MICa jsou MIC samotného peptidů a samotného antibiotika, v tomto pořadí. Hodnoty FIC<0,5 byly považovány za synergismus, 0,5 < FIC < 2 za aditivní efekt a hodnoty FIC>2 za antagonismus. Příklady synergických účinků kombinací vybraný peptidů s tetracyklinem (TET) a rifampicinem (RIF) vůči P. aeruginosa (Liberec) a s amoxicilinem (AMX) vůči S. aureus (Liberec) uvádí Tabulka 6.
Tabulka 6. FIC indexy kombinací vybraných peptidů s antibiotiky oproti S. aureus (Liberec) a P. aeruginosa (Liberec).
Peptid FIC (frakční inhibični koncentrace) indexy
kombinace s TET proti P. aeruginosa kombinace s RIF proti P. aeruginosa kombinace s AMX proti S. aureus
I 0,646 0,427 0,333
II 0,667 0323 n.t.
III 0,542 0385 0,688
IV 0,750 0302 n.t.
VI 0,708 0,260 0,292
VII 0,625 0365 0,167
IX 0,542 0,417 n.t.
X 0,521 0333 0,542
XI 0,646 0344 0,333
XII 0,646 0,438 n.t.
XIII 0,583 0,292 n.t.
XIV 0,354 0,271 0,396
XV 0,646 0396 0,375
XVI 0,583 0,417 n.t.
XVII 0,417 0,292 n.t.
XVIII 0,625 0,271 n.t.
n.t. - netestováno; FIC<0,5 = synergismus, 0,5 < FIC < 2 = aditivní efekt, FIC>2 antagonismus. Uvedené hodnoty jsou průměry z minimálně tří nezávislých experimentů.
Příklad 8
Působení peptidů XII a XIII na infikované ložisko v kosti v modelu indukované osteomyelitidy
Do dvou rozmražených hlavic kostí stehenních byly za sterilních podmínek vytvořeny chirurgickou lžičkou 3 návrty do spongiózní části kosti (v místě resekce) o průměru cca 5 mm a hloubky do 10 mm. Takto připravené kostní štěpy byly vloženy do kádinek a obloženy sterilními čtverci gázy, která byla navlhčena sterilním fyziologickým roztokem, aby nedocházelo k vysychání kostí. Poté byla do připravených otvorů v jednom kostním štěpu postupně aplikována suspenze namnožených bakterií S. aureus (Motol) v LB mediu (50 - 100 μΐ) o koncentraci v řádu 109 CFU/ml, a do druhého ve stejném objemu suspenze bakterií S. epidermidis (109 CFU/ml). Kádinky byly překryty sterilní Petriho miskou a kosti inkubovány po dobu 24 hodin. V průběhu experimentu byly tyto modely indukované osteomyelitidy ponechány bez přístupu světla při teplotě místnosti.
Po proběhlé inkubaci byl pro kontrolu infikace odebrán stěr z jednoho z otvorů z každé kosti pomocí sterilní navlhčené vatičky. Vatička byla vyextrahována 400 μΐ fyziologickým roztokem, provedlo se ředění extraktu v desítkové řadě, a jednotlivě naředěné suspenze byly kultivovány na LB agaru v Petriho miskách. Následný den se vyhodnotil bakteriální nárůst na Petriho miskách. Další infikovaný otvor v kosti byl vyplněn směsí lokálního nosiče a směsí peptidu vzorců XII a XIII. Zbývající třetí otvor byl pro srovnání vyplněn lokálním nosičem bez peptidu. Jako nosič byl použit komerčně dostupný dvousložkový materiál dodávaný firmou Synthes pod názvem ChronOS Inject. Jeho pevná složka obsahuje fosforečnan vápenatý a aditiva, kapalnou složkou je 0,5% (obj./obj.) roztok kyseliny hyaluronové. Pro přípravu pasty pro vyplnění otvorů bylo použito 200 mg pevné složky nosiče, do něhož bylo vmícháno 8 mg peptidu XII a 4 mg peptidu XIII a poté se do této směsi vmíchala kapalná složka v množství 70 μΐ a vše bylo důkladně promícháno (pasta bez peptidu pro srovnávací experiment byla připravena stejným postupem).
Po dvou dnech byly výplně pomocí chirurgické lžičky pečlivě odstraněny a prázdné otvory vytřeny sterilní navlhčenou vatičkou, která byla extrahována do 400 μΐ fyziologického roztoku. Ten byl následně ředěn za použití desítkové řady pro kultivaci na agaru.
Výsledek pokusů byl vyhodnocen porovnáním počtu bakteriálních kolonií (CFU/ml) ze sféru z infikovaného otvoru, v nichž působily peptidy XII a XIII uvolněné z nosiče, oproti počtu kolonií ze stěru z infikovaného otvoru, který byl vyplněn pouze nosičem bez peptidu.
V případě kostního štěpu infikovaného S. aureus (Motol) byl v otvoru po působení peptidů CFU/ml =1,7 x 103 zatímco v otvoru vyplněným pouze nosičem byl CFU/ml =7,2 x 107.
V případě druhého kostního štěpu infikovaného S. epidermidis byly tyto hodnoty pro otvor s peptidy 1 x 102 CFU/ml a pro otvor bez peptidů 3,7 x 107 CFU/ml.
Použité hlavice kostí stehenních byly po deaktivaci infekce v autoklávu likvidovány jako biologický odpad na patologii Fakultní nemocnice Motol.
Příklad 9
Stanovení antifungálního účinku peptidů v kombinaci s běžně používaným biocidem ODDC vůči kvasinkám Candida glabrata
Kvasinky C. glabrata ATCC 2001 byly aerobně kultivovány přes noc při 30°C v YPD médiu (Formedium). Do čerstvého YPD média bylo přidáno takové množství inokula, aby výsledná koncentrace buněk byla 5.106 CFU/ml (odpovídající hodnota ODóoo - 0,2). Kvasinky byly dále kultivovány po dobu 4 až 5 h při 30 °C (190 otáček/min), čímž byly získány buňky v rané exponenciální fázi růstu. Kvasinkové buňky byly dvakrát promyty destilovanou vodou (1,5 min, 3000 g) a resuspendovány vMES-TEA pufru (10 mmol.f1 4-morfolinethansulfonová kyselina, pH = 6,0 upravené trietanolaminem; Sigma) na OD6oo= 0,2.
a) Stanovení okamžitého účinku peptidů na buňky kvasinek pomocí fluorescenční sondy diS-C3(3)
Fluorescenční sonda diS-C3(3) (3,3 -dipropylthiokarbocyanin jodid; Sigma) byla přidána k buněčným suspenzím (3 ml) v konečné koncentraci 4.1 O*8 mol.f1. Emisní spektra byla měřena v plastových kyvetách (Kartell) na spektrofluorimetru ISS PCI. Fluorescence byla registrována v oblasti Xem = 560 - 590 nm při excitační vlnové délce Kx = 531 nm. Rozptýlené záření bylo eliminováno oranžovým skleněným filtrem s mezní vlnovou délkou 540 nm. Antimikrobiální peptidy a ODDC (oktenidindyhrochlorid; Schulke & Mayr) byly přidány ke kvasinkovým suspenzím 10 až 20 minut po fluorescenční sondě. Optimalizace této fluorescenční metody, umožňující měření velkého množství vzorků současně v 96 jamkových destičkách, bude brzy publikována.
Rychlost a rozsah nahromadění sondy uvnitř buněk, tzv. barvicí křivka, popisuje závislost vlnové délky fluorescenčního emisního maxima Xmax nebo intenzity Imax na čase od přidání fluorescenční sondy k buněčné suspenzi [Gášková a spol., 1998].
Účinek testovaných látek byl stanoven na základě porovnání barvicích křivek kontrolních buněk, k nimž nebyla přidána žádná látka, a buněk ovlivněných danou látkou (peptidem či ODDC), viz obr. 1A. Zvýšené barvení buněk vystavených účinku látky vypovídalo o jejich větším poškození, a to ve velmi krátké době.
b) Stanovení letálního účinku peptidů na buňky kvasinek pomocí výsevového testu
Kvasinky z exponenciální fáze růstu byly dvakrát sterilně promyty destilovanou vodou (1,5 min, 3000 g) a naředěny MES-TEA pufrem na OD60o = 0,2. Poté byla buněčná suspenze rozdělena po 1 ml do mikrozkumavek typu Eppendorf. Jeden vzorek sloužil jako kontrola, do ostatních vzorků byly přidány zkoumané látky (peptidy, ODDC) o zvolených koncentracích. Buňky byly za občasného míchání inkubovány s danými látkami 15 min, následně byly vzorky stokrát naředěny v destilované vodě a 15 μΐ těchto buněčných suspenzí bylo rozetřeno na Petriho misky (průměr 9 cm) s 2 % YPD agarem (Formedium). Vzorky byly vyšívány vždy na tři misky. Po 24 h kultivace při 30 °C byl stanoven počet kolonií. Poměr počtu přeživších buněk vystavených účinku testované látky v porovnání s kontrolním vzorkem (CFU) vyjádřený v % vypovídal o letálním účinku zkoumané látky na buňky (neschopnost tvořit kolonie). Výsledek výsevového testu, který je zobrazen na obr. IB, dokazuje vysoký antifúngální účinek peptidů II, jenž je dále zesílený v kombinaci s látkou ODDC.
Průmyslová využitelnost
Praktické použití antimikrobiálních peptidů odvozených od hylaninu bude výhodné především pro léčbu povrchových infekcí a to jak bakteriálních, tak i kvasinkových. Jejich uplatnění se předpokládá například v podiatrii pro léčbu ran, jakými je syndrom diabetické nohy a/nebo bércové vředy, v ortopedii pro léčbu osteomyelitidy (infekčního onemocnění kostí), kde lokální použití antimikrobiálních peptidů zahrnuje i jejich inkorporaci do lokálních nosičů používaných v ortopedii a prevenci infekce ortopedických implantátů způsobené bakteriálními biofilmy. Dále mohou být tyto peptidy využity v gynekologii jako prostředek proti vaginální infekci způsobené kvasinkami, při léčení infekcí vnějšího zvukovodu (otitis 24 · .··. ·: i· extema), zánětu spojivkového vaku (conjunctivitis acuta, conjunctivitis chronica), dále pak pro léčení chronických infikovaných ran způsobených popáleninami nebo bojovými zraněními, a to především v případech, kdy tradičně používaná antiseptické prostředky či antibiotika vzhledem k mikrobiální rezistenci selhávají. Tyto infekce je obtížné léčit, neboť jsou ve většině případů komplikovány výskytem biofílmů, uvnitř něhož jsou mikroorganismy v porovnání s planktonickými bakteriemi i kvasinkami až tisícinásobně rezistentní k antimikrobiálním látkám.
Citovaná literatura
1. Rulík M., Holá V., Růžička F., Votava M. a kolektiv: Mikrobiální biofilmy. Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Olomouc 2011
2. Bjamsholt T.: The role of bacterial biofilms in chronic infections.APMIS 121: 1-51 (2013)
3. Bjamsholt T., Alhede M., Alhede M., Eickhardt-Sorensen S.R., Moser C., Kuhl M., Jensen P. 0., Hoiby N.: The in vivo biofilm. Trends Microb. 21: 466-474 (2013)
4. Zasloff M.: Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature 415, 389-395 (2002)
5. Hancock R.E.W., Sahl H.-G.: Antimicrobial and host-defense peptides as new antiinfective therapeutic strategies. Nátur. Bitech. 24, 1551-1557 (2006)
6. Toke 0.: Antimicrobial peptides: New candidates in the fight against bacterial infection. Biopolymers (Peptide Science) 80, 717-735 (2005)
7. Giuliani A., Pirri G., Nicoletto S.F.: Antimicrobial peptides: An overview of a promising class of therapeutics. Centr. Eur. J. Biol. 2,1-33 (2007)
8. Zaiou M.: Multifunctional antimicrobial peptides: therapeutic targets in several human diseases. J. Mol. Med. 85, 317-329 (2007)
9. Oyston P.C.F, Fox M.A., Richards S.J., Clark G.C.: Novel peptide therapeutics for treatment of infections. J. Med. Microb. 58, 977-987 (2009)
10. Baltzer S.A, Brown M.H.: Antimicrobial peptides - promising alternatives to conventional antibiotics. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 20, 228-235 (2011)
11. Yeung A.T.Y., Gellatly S.L., Hancock R.E.W.: Multifunctional cationic host defence peptides and their clinical applications. Cell. Mol. Life. Sci. 68,2161-2176 (2011)
12. Čeřovský V.: Antimikrobiální peptidy izolované z hmyzu. Chem. Listy 108, 344-353 (2014)
13. Otvos L. Jr.: Antimicrobial peptides isolated from insects. J. Peptide Sci. 6, 497-511 (2000)
14. Oren Z., Shai Y.: Mode of action of linear amphipathic α-helical antimicrobial peptides. Biopolymers 47, 451-463 (1998)
15. Yeaman M.R., Yount N.Y.: Mechanisms of antimicrobial peptide action and resistance. Pharm. Rev. 55, 27-55 (2003)
16. Nguyen L.T., Haney E.F., Vogel H.J.: The expanding scope of antimicrobial peptide structures and their modes of action. Trends Biotech. 29,464-471 (2011)
17. Kuhn-Nentwig L.: Antimicrobial and cytolytic peptides of venomous arthropods. Cell. Mol. Life Sei. 60, 2651-2668 (2003)
18. Čeřovský V., Slaninová J., Fučík V., Hulačová H., Borovičková L., Ježek R., Bednářová
L.: New potent antimicrobial peptides from the venom of Polistinae wasps and their analogs. Peptides 29, 992-1003 (2008)
19. Fields G.B, Noble R.L.: Solid phase peptide synthesis utilizing 9fluorenylmethoxycarbonyl amino acid. Int. J. Pept. Protein Res. 35, 161-214 (1990)
20. Gášková D., Brodská B., Heřman P., Večeř J., Malínský J., Sigler K., Benada O., Plášek J.: Fluorescent probing of membrane potential in walled cells: diS-Cs(3) assay in Saccharomyces cerevisiae. Yeast 14, 1189-1197 (1998)

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY y|/A>/r-2Yý
    1. Antimikrobiální peptidy obecného vzorce a-Ile-b-c-d-e-f-Lys-Lys-g-h-i-j-Ile-k-Lys-NH2 (I-A), v nichž a je Gly, Lys, β-Ala, b je Met, Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe, c je Ser, Lys, Arg, Om, d je Ser, Lys, Arg, Om, e je Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe, f je Met, Leu, Nle, Ile, Trp, Val, Phe, g je Leu, Nle, Ile, Trp, h je Lys, Arg, Om, Ala, i je Lys, Arg, Om, Ala, j je Ile, Leu, Nle, His, k je Lys, Arg, Om, Ala, přičemž aminokyseliny v jakékoliv jedné poloze či ve více polohách, nebo ve všech uvedených polohách, mohou být rovněž v konfiguraci D.
  2. 2. Antimikrobiální peptidy obecného vzorce I-A podle nároku 1, kterými jsou:
    H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (I), \A-G\y-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-Fl\A2 (II),
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (III),
    W-GXy-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-^^ (IV),
    H-Gly-Ile-Nle-Ser-Ser-Leu-Nle-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (V),
    H-Lys-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (VI),
    H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Lys-Lys-NH2 (VII),
    H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Ala-Ala-His-Ile-Lys-Lys-NH2 (VIII),
    H-Gly-Ile-Met-Ser-Ser-Leu-Met-Lys-Lys-Leu-Ala-Ala-lle-Ile-Lys-Lys-NH2 (IX),
    H-Gly-Ile-Leu-Lys-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-lle-Ile-Ala-Lys-NH2 (X),
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Lys-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 (XI),
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2 H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-lle-Ala-Lys-^^i H-Gly-Ile-Trp-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Trp-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Trp-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Lys-NH2
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Trp-Ile-Ala-Lys-NH2 (XVII),
    H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Trp-Ile-Ala-Lys-NH2 (XVIII), H-Gly-Ile-Leu-Ser-Ser-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Lys-Lys-Ile-Ile-Ala-Áys'-NH2 (XIX), přičemž kurzívou jsou vyznačeny aminokyseliny v konfiguraci D.
    (XII), (ΧΙΠ), (XIV) , (XV) , (xvi),
  3. 3. Peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX podle nároků 1 a 2, pro použití k léčení nebo prevenci topických infekcí zvolených ze skupiny, zahrnující obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznic a infekční onemocnění kostí a okolních tkání, včetně těch infekcí, jejichž příčinou je tvorba mikrobiálních biofilmů.
  4. 4. Peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX podle nároků 1 a 2, pro použití k prevenci infikace či k odstranění infekčního agens u katetrů, kloubních a kostních náhrad a tmelů a k prevenci infikace ortopedických implantátů.
  5. 5. Peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX podle nároků 1 a 2, pro použití ke zvýšení účinku místně působících antibakteriálních léčiv a krycích materiálů používaných k léčení topických infekcí.
  6. 6. Peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX podle nároků 1 a 2, pro použití k inkorporaci do lokálních nosičů používaných v ortopedii, zvolených ze skupiny, zahrnující fosforečnan vápenatý, síran vápenatý, bioaktivní sklo, apatit-wollastonitové keramické biosklo, hydrogel, kolagen, kostní štěpy, kostní cement nebo syntetické polymery zvolené z polymetylmetakrylátu, kopolymeru metylmetakrylátu a hydroxyetylmetakrylátu, polyanhydridu, polylaktidu, polyglykolidu, kopolymeru hydroxybutyrátu a hydroxyvalerátu, polyhydroxyalkanoátu, polykaprolaktonu či želatinové houby s glycerinem, nebo z kompozitů složených z polymerů a minerálních nosičů.
    29 ·: : : : :: .
    ·· ··· ······ ·
  7. 7. Peptidy obecného vzorce I-A a vzorců I až XIX podle nároků 1 a 2, pro výrobu léčiva k léčení nebo prevenci topických infekcí zvolených ze skupiny, zahrnující obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznice a infekční onemocnění kostí a okolních tkání.
  8. 8. Farmaceutický prostředek vyznačující se tím, že obsahuje terapeuticky účinné množství alespoň jednoho peptidů obecného vzorce I-A a/nebo vzorce I až XIX podle nároků 1 a 2, případně druhou aktivní složku, jíž je antibiotikum či antifungální agens a/nebo desinfekční činidlo, popřípadě také alespoň jeden farmaceuticky přijatelný krycí materiál, nosič, plnivo a/nebo ředidlo.
  9. 9. Farmaceutický prostředek podle nároku 8 pro použití k léčení nebo prevenci infekcí, jejichž příčinou je tvorba mikrobiálních biofilmů.
  10. 10. Farmaceutický prostředek podle nároku 9, pro použití k léčení nebo prevenci topických infekcí zvolených ze skupiny, zahrnující obtížně se hojící rány a kožní defekty, infekce sliznice a infekční onemocnění kostí a okolních tkání, a k prevenci infekčních komplikací po implantaci kloubních náhrad a po osteosyntézách, včetně těch infekcí, jejichž příčinou je tvorba mikrobiálních biofilmů.
  11. 11. Desinfekční prostředek vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden peptid obecného vzorce I-A podle nároku 1 nebo peptid vzorce I až XIX podle nároku 2.
CZ2015-244A 2015-04-10 2015-04-10 Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí CZ307755B6 (cs)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-244A CZ307755B6 (cs) 2015-04-10 2015-04-10 Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí
PCT/CZ2016/050009 WO2016161997A1 (en) 2015-04-10 2016-04-08 Antimicrobial peptides and their use for the treatment of topical infections
EP16721001.2A EP3280722B8 (en) 2015-04-10 2016-04-08 Antimicrobial peptides and their use for the treatment of topical infections
US15/564,035 US10160785B2 (en) 2015-04-10 2016-04-08 Antimicrobial peptides and their use for the treatment of topical infections

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-244A CZ307755B6 (cs) 2015-04-10 2015-04-10 Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2015244A3 true CZ2015244A3 (cs) 2016-11-09
CZ307755B6 CZ307755B6 (cs) 2019-04-17

Family

ID=66096740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-244A CZ307755B6 (cs) 2015-04-10 2015-04-10 Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10160785B2 (cs)
EP (1) EP3280722B8 (cs)
CZ (1) CZ307755B6 (cs)
WO (1) WO2016161997A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869459A (zh) * 2021-09-27 2023-03-31 广州图微科创生物科技有限公司 促伤口愈合的多肽水凝胶及其制备方法与应用

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017134661A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Methods for disrupting biofilms
US11524051B2 (en) 2017-03-02 2022-12-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Methods of treating fungal infections
US10548948B2 (en) 2017-03-02 2020-02-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Methods of treating fungal infections
CN107583095A (zh) * 2017-08-08 2018-01-16 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 抗菌型骨折固定石膏绷带的制作方法及其产品和应用
US11090412B2 (en) 2018-12-21 2021-08-17 Zavation Medical Products Llc Bone repair composition and kit
CN111228223B (zh) * 2020-03-06 2021-06-18 同济大学 一种促进伤口愈合的聚合物囊泡及其制备方法和应用
CN112263708B (zh) * 2020-11-02 2021-09-28 上海交通大学 一种促进创面愈合的多功能气凝胶敷料及其制备方法
CN114181279B (zh) * 2020-12-30 2024-04-16 广州图微科创生物科技有限公司 抗菌多肽化合物、医疗器械、水凝胶及其应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869459A (zh) * 2021-09-27 2023-03-31 广州图微科创生物科技有限公司 促伤口愈合的多肽水凝胶及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP3280722A1 (en) 2018-02-14
US10160785B2 (en) 2018-12-25
CZ307755B6 (cs) 2019-04-17
EP3280722B1 (en) 2019-05-15
WO2016161997A1 (en) 2016-10-13
EP3280722B8 (en) 2019-06-26
US20180086792A1 (en) 2018-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2015244A3 (cs) Antimikrobiální peptidy a jejich použití pro léčbu topických infekcí
US8071540B2 (en) Virus derived antimicrobial peptides
US6835713B2 (en) Virus derived antimicrobial peptides
US20020188102A1 (en) Virus derived antimicrobial peptides
JP2009137992A (ja) 生物活性を有する短ペプチド及び該ペプチドの使用方法
JP2018512454A (ja) 抗菌性ペプチド及びその使用方法
EP4056195B1 (en) PLANTARICINE NC8 ALPHA BETA SIGNIFICANTLY IMPROVES THE EFFECTS OF ANTIBIOTICS
US20030036627A1 (en) Virus derived antimicrobial peptides
Jeong et al. Antibiotic and synergistic effect of Leu–Lys rich peptide against antibiotic resistant microorganisms isolated from patients with cholelithiasis
Zare et al. Evaluation of excreta/secreta of Lucilia sericata larvae as a new antibacterial candidate for treatment of MRSA ocular infection
EP3570868B1 (en) Synthetic antimicrobial peptides and their applications for the treatment and prevention of musculoskeletal infections
Cirioni et al. In-vitro activity of lytic peptides alone and in combination with macrolides and inhibitors of dihydrofolate reductase against Pneumocystis carinii.
CN115645414A (zh) 抗菌药物组合物及其应用
Ostrowska et al. Synthetic amphibian peptides and short amino-acids derivatives against planktonic cells and mature biofilm of Providencia stuartii clinical strains
TWI394578B (zh) 抗菌蛋白之新用途
CA2438787C (en) Virus derived antimicrobial peptides
JP7717797B2 (ja) 抗菌ペプチド又はペプチド誘導体、置換体及びその組成物、製造方法及び応用
KR102378112B1 (ko) 비니페린 유도체 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 유효성분으로 포함하는 폐렴균성 바이오필름에 의해 유발되는 감염증의 예방 또는 치료용 조성물
JP6669656B2 (ja) テンポリンSHaのアナログおよびその使用
EP4678651A2 (en) Branched peptides with antibacterial and anti-inflammatory activity
de Oliveira et al. PHMB at 0.1% inhibits bacterial growth but does not eradicate biofilm or protect against infection in a Tenebrio molitor model
JP2024521385A (ja) 短鎖抗菌ペプチド
CN120267905A (zh) 具有益生菌生物膜的系统及其方法
CN121537498A (zh) 一种抗菌肽Mp-GC21及其前体和应用
GB2474251A (en) Antimicrobial composition and method of controlling contamination or infections using said composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20200410