Síntesis estereodivergente de indolicidinas precursoras de peptidomiméticos

Se ha planteado la síntesis estereocontrolada de 1, con esqueleto de 1-aza-9-oxobiciclo[4.3.0]nonano dentro de un proyecto que persigue la síntesis de peptidomiméticos y alcaloides de indolicidina con actividad biológica. Inicialmente, se ha llevado a cabo una reacción de N-alquilación enantioselectiva para obtener el alcohol (+)-16 a partir de trabajos realizados en nuestro grupo. Por otro lado, se ha estudiado el efecto de diversos grupos protectores de 6 en la diastereoselectividad de la etapa de alilación siguiente. Finalmente, se ha realizado una reacción de cierre de anillo y la separación de los diastereoisómeros bicíclicos 33, intermedios en la síntesis de 1.

Selección de péptidos sintéticos del Virus de la Hepatitis G (GBV-C/HGV) inhibidores del Péptido de Fusión HIV-I

El GB virus C (GBV-C) o virus de l'hepatitis G (HGV) es un virus format per una única cadena de RNA que pertany a la familia Flaviviridae. En els últims anys, s'han publicat nombrosos treballs en els quals s'associa la coinfecció del GBV-C i del virus de la immunodeficiència humana (VIH) amb una menor progressió de l'esmentada malaltia així com amb una major supervivència dels pacients una vegada que la SIDA s'ha desenvolupat. El mecanisme pel qual el virus GBV-C/HGV exerceix un “efecte protector” en els pacients amb VIH encara no està descrit. L’estudi de la interacció entre els virus GBVC/HGV i VIH podria donar lloc al desenvolupament de nous agents terapèutics per al tractament de la SIDA.Treballs recents mostren com la capacitat inhibitòria del virus del GBV-C/HGV és deguda a la seva glicoproteina estructural E2. S’ha vist que aquesta proteina seria capaç d’inhibir la primera fase de replicació de VIH, així com la unió i la fusió amb les membranes cel•lulars. Sobre la base d’aquests estudis, l’objectiu d’aquest treball ha estat seleccionar inhibidors del pèptid de fusió del VIH utilitzant pèptids sintètics de la proteina E2 del GBV-C/HGV. El treball realitzat ha consistit en estudiar, utilitzant assajos biofísics de leakage i de lipid mixing, la capacitat dels pèptids de la proteina estructural del virus del GBV-C/HGV per inhibir la interacció i el procés de desestabilització de membranes induïdes pel pèptid de fusió de la glicoproteina de l’embolcall, GP41, del VIH. Aquests assajos, com es descriu en treballs anteriors, han resultat útils per a la selecció i la identificació de compostos amb activitat específica anti-GP41. Es pot afirmar que efectivament els pèptids seleccionats de la proteina E2 del virus del GBV-C/HGV inhibeixen l’activitat del pèptid de fusió del VIH probablement com a consequència d’un canvi conformacional en aquest darrer.

Desenvolupament de vacunes peptídiques y dendrímers basats en polietilenglicol per al tractament del càncer

El principal problema de les teràpies actuals contra el càncer es la baixa especificitat envers les cèl•lules tumorals, cosa que comporta gran quantitat d’efectes secundaris. Per això es important el desenvolupament de nous tipus de teràpies i sistemes d’alliberament efectius per als fàrmacs ja existents al mercat. En la immunoteràpia contra el càncer es pretén estimular el sistema immunològic per a eliminar les cèl•lules canceroses de manera selectiva. En aquest projecte s’han sintetitzat derivats de l’antigen peptídic de melanoma NY-ESO1 i s’ha estudiat la seva capacitat per a estimular el sistema immunològic com a vacunes contra el càncer. També s’han encapsulat el antígens peptídics en liposomes com a adjuvants i sistemes d’alliberament. De totes les variants peptídiques la que resultà més immunogènica fou la que contenia el grup palmitoil i el fragment toxoide tetànic en la seva estructura. La utilització de liposomes com a sistema adjuvant sembla una estratègia interessant per al disseny de vacunes contra el càncer donat que l’encapsulació del pèptid en liposomes va augmentar notablement la resposta immunològica de l’antigen. Per altra banda, s’han desenvolupat dendrímers basats en polietilenglicol com a sistemes alliberadors de fàrmacs per al tractament de tumors. El polietilenglicol és àmpliament utilitzat com a sistema d’alliberament de fàrmacs degut a les seves interessants propietats, augment de la solubilitat i dels temps de residència en plasma, entre d’altres. La metodologia química descrita permet la diferenciació controlada de varies posicions en la superfície del dendrímer a més del creixement del dendrímer fins a una segona generació. S’ha sintetitzat la primera generació del dendrímer contenint el fàrmac antitumoral 5-fluorouracil i s’han realitzat estudis de citotoxicitat comprovant que l’activitat del nanoconjugat és del mateix ordre de magnitud que el 5-fluorouracil sense conjugar.

Estudis estructurals dels canvis conformacionals de les E3 ubiquitin lligases per RMN

L'estudi a nivell molecular de la ruta de senyalització activada per TGF-B té un impacte notable en el panorama actual donada la seva implicació en processos autoimmunitaris i carcinogènics. D'altra banda, l'elucidació a nivell estructural dels mecanismes moleculars que permeten a les ubiquitin lligases de tipus E3 marcar específicament llurs dianes per a la degradació proteosòmica - entre d'altres - resulta fonamental donada la seva importància pel que fa al control sobre el turnover proteic a nivell intracel•lular. En aquest projecte es pretén elucidar els mecanismes d'activació i catlàlisi de les ubiquitin lligases E3 tipus HECT Smurf1 i Nedd4L al mateix temps que se n'estudia la implicació en la regulació dels agents missatgers de la ruta del TGF-B. Així, la tasca es divideix en tres sub-projectes els quals se centren en a) l'estudi de la interacció d'aquestes lligases amb llurs dianes; b) l'elucidació del mecanisme d'activació i c) del de catàlisi d'aquests enzims. Per tal d'assolir aquests objectius ens servim principalment dels avantatges que ens aporta la Ressonància Magnètica Nuclear i altres tècniques biofísiques, principalment la ITC. Durant el temps que he gaudit de la beca FI, m'he centrat principalment en la preparació de pèptids per SPPS, llur purificació per HPLC i caracterització per MS i RMN. Aquests pèptids representen diferents patrons de fosforilació de certes dianes de les lligases esmentades, de manera que han estat emprats per a l'estudi d'interaccions proteïna-proteïna per ITC i RMN. M'he iniciat doncs en l'ús d'aquestes tècniques. D'altra banda, també he preparat mostres protèiques mitjançant l'ús de sistemes d'expressió bacterians basats en E.coli, incloent l'amplificació i clonació del gen que codifica per la proteïna d'interés així com la seva expressió, purificació i caracterització per MS i RMN.

Pseudomonas aeruginosa: study of Antibiotic Resistance and Molecular Typing in Hospital Infection Cases in a Neonatal Intensive Care Unit from Rio de Janeiro City, Brazil

This study had the objective of to analyze the demographic and bacteriologic data of 32 hospitalized newborns in an neonatal intensive care unit of a public maternity hospital in Rio de Janeiro city, Brazil, seized by Pseudomonas aeruginosa sepsis during a period ranged from July 1997 to July 1999, and to determine the antimicrobial resistance percentage, serotypes and pulsed field gel electrophoresis (PFGE) patterns of 32 strains isolated during this period. The study group presented mean age of 12.5 days, with higher prevalence of hospital infection in males (59.4%) and vaginal delivery (81.2%), than females (40.6%) and cesarean delivery (18.8%), respectively. In this group, 20 (62.5%) patients received antimicrobials before positive blood cultures presentation. A total of 87.5% of the patients were premature, 62.5% presented very low birth weight and 40.6% had asphyxia. We detected high antimicrobial resistance percentage to b-lactams, chloramphenicol, trimethoprim/sulfamethoxazole and tetracycline among the isolated strains. All isolated strains were classified as multi-drug resistant. Most strains presented serotype O11 while PFGE analysis revealed seven distinct clones with isolation predominance of a single clone (75%) isolated from July 1997 to June 1998.

Efecto de las Estatinas sobre el Peptidoma Plasmático y Urinario de Pacientes Trasplantados Renales

Estudiem l’efecte de l’atorvastatina sobre perfil lipídic, funció renal, marcadors d’inflamació, peptidoma plasmàtic i urinari de 54 pacients trasplantats renals. L’estudi proteòmic es basa en tecnologia d’esferes magnètiques combinada amb espectrometria de masses MALDI-TOF. L’atorvastatina va millorar el perfil lipídic dels pacients i va provocar canvis significatius al peptidoma plasmàtic. Es va observar la disminució en plasma de pèptids derivats de fragments del quininogen i de C4. Atès que bradiquinina i C4a, que s’alliberen de quininogen i C4, son potents mediadors de la inflamació, els nostres resultats poden aclarir els efectes antiinflamatoris atribuïts a les estatines.

Antimicrobial resistance of Enterococcus sp. isolated from the intestinal tract of patients from a university hospital in Brazil

This study reports the results about antimicrobial resistance of Enterococcus spp. isolated from intestinal tract of patients from a university hospital in Brazil. The identification of strains at species level was performed by conventional biochemical tests, API 20 Strep (bioMérieux), and polymerase chain reaction assay. The specie distribution was E. faecium (34%), followed by E. faecalis (33%), E. gallinarum (23.7%), E. casseliflavus (5.2%), E. avium (1%), and E. hirae (1%). Intrinsic resistance to vancomycin characterized by presence of vanC genes was found in E. gallinarum and E. casseliflavus. The high prevalence of VanC phenotype enterococci is very important because these species have been reported as causing a wide variety of infections. Vancomycin-resistant E. faecium or E. faecalis were not found and no one isolate of these species was a beta-lactamase producer. Thirteen clinical isolates of enterococci (13.4%) showed multiresistance patterns, which were defined by resistance to three classes of antibiotics plus resistance to at least one aminoglycoside (gentamicin and/or streptomycin). The resistance to several antimicrobials shown by enterococcal strains obtained in this study is of concern because of the decrease in the therapeutic options for treatment of infections caused by enterococci.

Antimicrobial susceptibility, phage types, and pulsetypes of Salmonella Typhimurium, in São Paulo, Brazil

A total of 283 Salmonella Typhimurium strains isolated from cases of human infections and non human sources, were examined for antimicrobial susceptibilityand the incidence of resistance was 38% and multiple resistance (to three or more antimicrobials) was 15%. All 43 multidrug-resistant strains (MDR) and 13 susceptible ones were characterized by phage typing and pulsed- field gel electrophoresis (PFGE). The strains encompassed 14 definitive phage types (DT), three were untypable (UT), and 18 atypicals or reaction does not conform (RDNC), which belonged to 21 PFGE patterns, A1-A21. The predominant phage types were DT49, DT193, and RDNC and two strains belonging to DT 104 and 104b were also identified. The most commum PFGE patterns were A1 and A8. Analysis by PFGE and phage typing demonstrated that the most of the MDR were multiclonal and association among multiresistance, phage typing, and PFGE patterns was not so significant.

Increased resistance to first-line agents among bacterial pathogens isolated from urinary tract infections in Latin America: time for local guidelines?

Emerging resistance phenotypes and antimicrobial resistance rates among pathogens recovered from community-acquired urinary tract infections (CA-UTI) is an increasing problem in specific regions, limiting therapeutic options. As part of the SENTRY Antimicrobial Surveillance Program, a total of 611 isolates were collected in 2003 from patients with CA-UTI presenting at Latin American medical centers. Each strain was tested in a central laboratory using Clinical Laboratory Standard Institute (CLSI) broth microdilution methods with appropriate controls. Escherichia coli was the leading pathogen (66%), followed by Klebsiella spp. (7%), Proteus mirabilis (6.4%), Enterococcus spp. (5.6%), and Pseudomonas aeruginosa (4.6%). Surprisingly high resistance rates were recorded for E. coli against first-line orally administered agents for CA-UTI, such as ampicillin (53.6%), TMP/SMX (40.4%), ciprofloxacin (21.6%), and gatifloxacin (17.1%). Decreased susceptibility rates to TMP/SMX and ciprofloxacin were also documented for Klebsiella spp. (79.1 and 81.4%, respectively), and P. mirabilis (71.8 and 84.6%, respectively). For Enterococcus spp., susceptibility rates to ampicillin, chloramphenicol, ciprofloxacin, and vancomycin were 88.2, 85.3, 55.9, and 97.1%, respectively. High-level resistance to gentamicin was detected in 24% of Enterococcus spp. Bacteria isolated from patients with CA-UTI in Latin America showed limited susceptibility to orally administered antimicrobials, especially for TMP/SMX and fluoroquinolones. Our results highlight the need for developing specific CA-UTI guidelines in geographic regions where elevated resistance to new and old compounds may influence prescribing decisions.

Bacteremia due to extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli in the CTX-M era: a new clinical challenge.

Extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli, particularly those producing CTX-M types of ESBL, are emerging pathogens. Bacteremia caused by these organisms represents a clinical challenge, because the organisms are frequently resistant to the antimicrobials recommended for treatment of patients with suspected E. coli sepsis. METHODS:A cohort study was performed that included all episodes of bloodstream infection due to ESBL-producing E. coli during the period from January 2001 through March 2005. Data on predisposing factors, clinical presentation, and outcome were collected. ESBLs were characterized using isoelectric focusing, polymerase chain reaction, and sequencing. RESULTS: Forty-three episodes (8.8% of cases of bacteremia due to E. coli) were included; 70% of the isolates produced a CTX-M type of ESBL. The most frequent origins of infection were the urinary (46%) and biliary tracts (21%). Acquisition was nosocomial in 21 cases (49%), health care associated in 14 cases (32%), and strictly community acquired in 8 cases (19%). Thirty-eight percent and 25% of patients had obstructive diseases of the urinary and biliary tracts, respectively, and 38% had recently received antimicrobials. Nine patients (21%) died. Compared with beta-lactam/beta-lactamase-inhibitor and carbapenem-based regimens, empirical therapy with cephalosporins or fluoroquinolones was associated with a higher mortality rate (9% vs. 35%; P=.05) and needed to be changed more frequently (24% vs. 78%; P=.001). CONCLUSIONS: ESBL-producing E. coli is a significant cause of bloodstream infection in hospitalized and nonhospitalized patients in the context of the emergence of CTX-M enzymes. Empirical treatment of sepsis potentially caused by E. coli may need to be reconsidered in areas where such ESBL-producing isolates are present.

Trends in yearly prevalence of third-generation cephalosporin and fluoroquinolone resistant Enterobacteriaceae infections and antimicrobial use in Spanish hospitals, Spain, 1999 to 2010.

Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Enterobacter spp. are a major cause of infections in hospitalised patients. The aim of our study was to evaluate rates and trends of resistance to third-generation cephalosporins and fluoroquinolones in infected patients, the trends in use for these antimicrobials, and to assess the potential correlation between both trends. The database of national point prevalence study series of infections and antimicrobial use among patients hospitalised in Spain over the period from 1999 to 2010 was analysed. On average 265 hospitals and 60,000 patients were surveyed per year yielding a total of 19,801 E. coli, 3,004 K. pneumoniae and 3,205 Enterobacter isolates. During the twelve years period, we observed significant increases for the use of fluoroquinolones (5.8%-10.2%, p<0.001), but not for third-generation cephalosporins (6.4%-5.9%, p=NS). Resistance to third-generation cephalosporins increased significantly for E. coli (5%-15%, p<0.01) and for K. pneumoniae infections (4%-21%, p<0.01) but not for Enterobacter spp. (24%). Resistance to fluoroquinolones increased significantly for E. coli (16%30%, p<0.01), for K. pneumoniae (5%-22%, p<0.01), and for Enterobacter spp. (6%-15%, p<0.01). We found strong correlations between the rate of fluoroquinolone use and the resistance to fluoroquinolones, third-generation cephalosporins, or co-resistance to both, for E. coli (R=0.97, p<0.01, R=0.94, p<0.01, and R=0.96, p<0.01, respectively), and for K. pneumoniae (R=0.92, p<0.01, R=0.91, p<0.01, and R=0.92, p<0.01, respectively). No correlation could be found between the use of third-generation cephalosporins and resistance to any of the latter antimicrobials. No significant correlations could be found for Enterobacter spp.. Knowledge of the trends in antimicrobial resistance and use of antimicrobials in the hospitalised population at the national level can help to develop prevention strategies.

Inoculum effect on the efficacies of amoxicillin-clavulanate, piperacillin-tazobactam, and imipenem against extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing and non-ESBL-producing Escherichia coli in an experimental murine sepsis model.

Escherichia coli is commonly involved in infections with a heavy bacterial burden. Piperacillin-tazobactam and carbapenems are among the recommended empirical treatments for health care-associated complicated intra-abdominal infections. In contrast to amoxicillin-clavulanate, both have reduced in vitro activity in the presence of high concentrations of extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing and non-ESBL-producing E. coli bacteria. Our goal was to compare the efficacy of these antimicrobials against different concentrations of two clinical E. coli strains, one an ESBL-producer and the other a non-ESBL-producer, in a murine sepsis model. An experimental sepsis model {~5.5 log10 CFU/g [low inoculum concentration (LI)] or ~7.5 log(10) CFU/g [high inoculum concentration (HI)]} using E. coli strains ATCC 25922 (non-ESBL producer) and Ec1062 (CTX-M-14 producer), which are susceptible to the three antimicrobials, was used. Amoxicillin-clavulanate (50/12.5 mg/kg given intramuscularly [i.m.]), piperacillin-tazobactam (25/3.125 mg/kg given intraperitoneally [i.p.]), and imipenem (30 mg/kg i.m.) were used. Piperacillin-tazobactam and imipenem reduced spleen ATCC 25922 strain concentrations (-2.53 and -2.14 log10 CFU/g [P < 0.05, respectively]) in the HI versus LI groups, while amoxicillin-clavulanate maintained its efficacy (-1.01 log10 CFU/g [no statistically significant difference]). Regarding the Ec1062 strain, the antimicrobials showed lower efficacy in the HI than in the LI groups: -0.73, -1.89, and -1.62 log10 CFU/g (P < 0.05, for piperacillin-tazobactam, imipenem, and amoxicillin-clavulanate, respectively, although imipenem and amoxicillin-clavulanate were more efficacious than piperacillin-tazobactam). An adapted imipenem treatment (based on the time for which the serum drug concentration remained above the MIC obtained with a HI of the ATCC 25922 strain) improved its efficacy to -1.67 log10 CFU/g (P < 0.05). These results suggest that amoxicillin-clavulanate could be an alternative to imipenem treatment of infections caused by ESBL- and non-ESBL-producing E. coli strains in patients with therapeutic failure with piperacillin-tazobactam.

Síntesis y estudio estructural de nuevos γ-péptidos ciclobutánicos

En el presente trabajo se ha llevado a cabo la síntesis y el estudio estructural de tres series diferentes de γ-péptidos conteniendo un ciclobutano como elemento constrictor del esqueleto péptidico. También se han sintetizado una serie de γ-péptidos híbridos formados a partir de monómeros ciclobutánicos y un derivado de prolina para su potencial uso como péptidos capaces de penetrar en las células (CPPs).

The Molecular Basis for Antimicrobial Activity of Pore-Forming Cyclic Peptides

The mechanism of action of antimicrobial peptides is, to our knowledge, still poorly understood. To probe the biophysical characteristics that confer activity, we present here a molecular-dynamics and biophysical study of a cyclic antimicrobial peptide and its inactive linear analog. In the simulations, the cyclic peptide caused large perturbations in the bilayer and cooperatively opened a disordered toroidal pore, 1–2 nm in diameter. Electrophysiology measurements confirm discrete poration events of comparable size. We also show that lysine residues aligning parallel to each other in the cyclic but not linear peptide are crucial for function. By employing dual-color fluorescence burst analysis, we show that both peptides are able to fuse/aggregate liposomes but only the cyclic peptide is able to porate them. The results provide detailed insight on the molecular basis of activity of cyclic antimicrobial peptides

Vasopressina, un nou biomarcador en insuficiència cardíaca.

Introducció. Les concentracions plasmàtiques dels pèptids natriürètics són biomarcadors útils en el diagnòstic i en el maneig de la insuficiència cardíaca (IC). L’objectiu de l’estudi va consistir en avaluar un nou biomarcador, la vasopressina, per predir la mortalitat i el reingrés a mig termini dels pacients que ingressen per IC aguda. Mètodes. Des del novembre de 2004 fins setembre de 2010 s’estudien de forma prospectiva el pacients que ingressen al Servei de Cardiologia per IC aguda i es distribueixen en dos grups: grup 1, pacients amb nivells baixos de vasopressina ( ≤ 2’9 pg/mL) i grup 2, pacients amb nivells alts de vasopressina (  2’9 pg/mL). Es realitza una anàlisi multivariada de Cox i es construeixen corbes de Kaplan-Meier. Resultats. S’inclouen 322 pacients, amb una mediana de seguiment de 14,6 mesos. Els pacients del grup 1 presenten una major supervivència als 12 i 24 mesos del 93% i 72% respecte els pacients del grup 2 que és del 75% i 61% amb una HR 2.90 (IC 95%: 1.47-5.75, p=0.002), respectivament. Tanmateix s’aprecia una major supervivència cardiovascular en els pacients del grup 1 (97% vs. 87% al 12 mesos i de 87% vs. 75% als 24 mesos) amb HR 2.72 (IC 95%: 1.97 – 6.73, p&0.031). Un 56% i 29% dels pacients del grup 1 estaven lliures de reingrés als 12 i 24 mesos, respectivament, versus el 49% i el 21% del grup 2 amb una HR 1.48 (IC 95%: 1.04 – 2.11, p&0.02). Igualment pel primer reingrés per IC , el 71% i 46% del grup 1 respecte del 60% i 39% del grup 2 als 12 i 24 mesos, respectivament (HR 1.57 (IC 95%: 1.03 – 2.41, p&0.038). Conclusions. Els nivells alts de vasopressina en pacients amb insuficiència cardíaca aguda estabilitzats són un predictor independent de mortalitat i de reingressos als 12 i 24 mesos de seguiment.