ES2315124B1 - Mejoras en el objeto de la patente principal p 200503202, por "utilizacion de acido docosahexaenoico para el tratamiento del daño oxidativo celular". - Google Patents
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Abstract
Mejoras en el objeto de la patente principal nº
P
200503202, por: "Utilización de ácido docosahexaenoico para el tratamiento del daño oxidativo celular".
200503202, por: "Utilización de ácido docosahexaenoico para el tratamiento del daño oxidativo celular".
La presente invención se refiere a la
utilización de ácido docosahexaenoico (DHA) para la fabricación de
una composición destinada al tratamiento del daño oxidativo celular
a nivel de ADN. En particular, la utilización del ácido
docosahexaenoico tiene aplicación como agente protector en el
proceso natural de acortamiento de los telómeros y como agente
inhibidor de la senescencia prematura.
Description
Mejoras en el objeto de la patente principal nº
P 200503202, por: "Utilización de ácido docosahexaenoico para el
tratamiento del daño oxidativo celular".
La presente invención se refiere a mejoras en el
objeto de la patente principal P200503202, por "Utilización de
ácido docosahexaenoico para el tratamiento del daño oxidativo
celular".
En particular, la presente invención se refiere
a la utilización de ácido docosahexaenoico (DHA) para la fabricación
de una composición destinada al tratamiento del daño oxidativo
celular a nivel de ADN. En particular, la utilización del ácido
docosahexaenoico tiene aplicación como agente protector en el
proceso natural de acortamiento de los telómeros y como agente
inhibidor de la senescencia prematura.
Los ácidos grasos omega-3 son
necesarios para mantener la integridad funcional celular, y en
general son necesarios en la salud humana. El ácido
docosahexaenoico (22:6 n-3, DHA), un componente
omega-3 importante del aceite de pescado y de las
algas marinas, se concentra en el cerebro, en los fotorreceptores y
en la sinapsis de la retina. Dietas enriquecidas en DHA son
metabolizadas inicialmente por el hígado y después distribuidas a
través de las lipoproteínas de la sangre para resolver las
necesidades de los diferentes órganos. En general, este lípido se
incorpora en los fosfolípidos de la membrana celular y tienen
efectos en la composición y en la funcionalidad de la misma, en la
producción de especies reactivas del oxígeno (ROS), en la oxidación
lipídica de la membrana, en la regulación transcripcional, en la
biosíntesis de eicosanoides y en la transducción intracelular de la
señal. Además, en el sistema nervioso central, el DHA está implicado
en el desarrollo de la capacidad de aprendizaje relacionada con la
memoria, en las funciones excitables de la membrana, en la
biogénesis de las células fotorreceptoras y en la transducción de
la señal dependiente de proteína quinasa.
El DHA se concentra en los fosfolípidos de las
membranas externas del disco del segmento del fotorreceptor. Bajo
condiciones de reducción de la concentración de DHA óptima se han
observado disfunciones retinianas. La célula epitelial pigmentaria
de la retina (RPE) es muy activa en la captación, conservación y
transporte de DHA. El alto contenido de DHA en el fotorreceptor y
en las células RPE está ligado principalmente a dominios en la
membrana con unas características físicas que contribuyen a la
modulación de receptores, canales iónicos, transportadores, etc.,
así como también parece regular la concentración de
fosfatidilserina.
Hasta la fecha no se conoce si estos efectos
están totalmente mediados por el propio DHA o por algún derivado
metabólico.
Las especies reactivas del oxígeno (ROS) se
producen durante la función celular normal. Los ROS incluyen el
anión superóxido, el peróxido de hidrógeno y el radical oxidrilo. Su
alta reactividad química conduce a la oxidación de proteínas, del
DNA o de lípidos. La superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y
la glutatión-peroxidasa (GPx) son las enzimas
antioxidantes primarias que protegen contra el daño molecular y
celular causado por la presencia de ROS. El estrés oxidativo activa
múltiples vías metabólicas; algunas son citoprotectoras, y otras
conducen a la muerte de la célula. Estudios recientes indican que el
desequilibrio entre la producción y la degradación de los ROS son
factores de riesgo importantes en la patogénesis de muchas
enfermedades en algunos casos relacionado con un deterioro del
sistema antioxidante.
El DHA se presenta como una diana de los ROS que
provoca daño en la célula del fotorreceptor y en la RPE.
Por otra parte, está perfectamente aceptada la
relación entre los radicales libres y el envejecimiento, basado en
las evidencias que los radicales libres producidos durante la
respiración aerobia causan un daño oxidativo que se acumula, y
provoca una pérdida gradual de los mecanismos homeostáticos, una
interferencia en los patrones de expresión génica y una pérdida de
la capacidad funcional de la célula, lo que conduce al
envejecimiento y a la muerte. Existe una interrelación entre la
generación de oxidantes, la protección antioxidante y la reparación
del daño oxidativo. Se han realizado numerosos estudios para
determinar si las defensas antioxidantes declinan con la edad.
Entre ellos, el análisis de los principales componentes de estas:
actividad o expresión de las enzimas SOD, CAT, GPx, glutatión
reductasa, glutatión-S-transferasa y
la concentración de compuestos de bajo peso molecular con
propiedades antioxidantes. Por ejemplo, la sobreexpresión de SOD y
CAT en Drosophila melanogaster aumenta la expectativa de
vida un 30% y disminuye el daño por oxidación proteico. En este
contexto, la exposición del tejido cutáneo in vitro e in
vivo a los rayos UV genera radicales libres y otras especies
reactivas del oxígeno, provocando estrés oxidativo celular, que se
ha documentado que contribuye de manera importante al
envejecimiento. La exposición excesiva de la piel a la radiación
ultravioleta puede dar lugar a un daño agudo o crónico. En
condiciones agudas se puede provocar un eritema o quemaduras,
mientras que en la sobreexposición crónica aumenta el riesgo de
cáncer de piel y de envejecimiento. Además, se sabe que las células
cutáneas pueden responder al estrés oxidativo agudo o crónico
aumentando la expresión de una variedad de proteínas, tales como
las enzimas que están implicadas en el mantenimiento de la
integridad de la célula y la resistencia al daño oxidativo.
En la técnica se conoce que los telómeros son
regiones de ADN no codificante ubicadas en los extremos de los
cromosomas eucarióticos. Están constituídos por secuencias de ADN
altamente conservadas, repetidas en tandem (TTAGGG)n y
proteínas asociadas, y presentan una estructura especial que impide
su unión a los extremos de otros cromosomas, previniendo la fusión
telomérica. Cumplen un papel esencial en la preservación de la
integridad cromosómica, protegiendo al ADN codificante de la acción
enzimática y de su degradación, contribuyendo al mantenimiento de
la estabilidad cromosómica.
En contraste con las secuencias codificantes que
tienen una replicación semiconservativa, los telómeros sufren
pérdidas progresivas de sus secuencias repetitivas durante las
sucesivas divisiones celulares. Actualmente, se considera que se
requiere un mínimo de longitud telomérica para mantener la función
de los telómeros, y que cuando los mismos alcanzan un tamaño
crítico tienen dificultades para separarse durante la mitosis,
generando asociaciones teloméricas (TAS) e inestabilidad
cromosómica. Dicha inestabilidad cromosómica estaría relacionada
con un aumento en la probabilidad de producir errores capaces de
generar cambios genéticos de importancia.
Hay resultados contradictorios obtenidos en
diferentes estudios respecto a la susceptibilidad frente al estrés
oxidativo debido a la suplementación dietética con ácidos grasos
omega-3. En algunos estudios en humanos, se ha
observado un incremento de la oxidación de las LDL, mientras que en
otros no se observó ningún efecto. En estudios con animales, el
tratamiento con ácidos grasos omega-3 provoca un
aumento o una disminución de la susceptibilidad a la oxidación de
las LDL. Por otra parte, una sobreexpresión de los genes implicados
en el sistema de defensa antioxidante se ha demostrado en hígado de
ratones alimentados con una dieta enriquecida en el aceite de
pescados durante 3 meses.
Además, diferentes estudios in vitro con
una línea celular de origen glial han demostrado que las membranas
ricas en ácidos grasos omega-3 son más susceptibles
al daño oxidativo. La suplementación a largo plazo de estas células
con altas concentraciones de DHA dio lugar a niveles incrementados
de peróxidos lipídicos en el medio de cultivo, y un mayor
porcentaje de muerte celular por apoptosis inducida por la
exposición a peróxido de hidrógeno.
Estos resultados contradictorios sugieren que la
hipótesis basada en la premisa de que la oxidación de un ácido
graso aumenta como el número de enlaces dobles, no tiene
aplicabilidad in vivo ya que otros mecanismos potenciales
pueden actuar para la disminución del daño oxidativo tales como una
estructura tridimensional de los ácidos grasos
omega-3 en los lípidos y en las lipoproteínas de la
membrana que hacen los dobles enlaces menos susceptibles al ataque
de los ROS, la inhibición de enzimas pro-oxidantes
como la PLA_{2} o la mayor expresión de enzimas
antioxidantes.
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto de la presente invención es la
utilización de ácido docosahexaenoico (DHA) para la fabricación de
una composición destinada al tratamiento del daño oxidativo celular
a nivel de ADN.
En particular, la utilización de DHA tiene
aplicación como agente protector en el proceso natural de
acortamiento de los telómeros y como agente inhibidor de la
senescencia prematura en un tratamiento de daño oxidativo
celular.
En consecuencia, un primer aspecto de la
presente invención se refiere a mejoras en el objeto de la patente
principal P200503202, por "Utilización de ácido docosahexaenoico
para el tratamiento del daño oxidativo celular", caracterizadas
por el hecho de que dicho ácido docosahexaenoico tiene aplicación
como agente protector en el proceso natural de acortamiento de los
telómeros, provocando un acortamiento más lento de los telómeros
durante la replicación del DNA en una situación de estrés
oxidativo.
Los autores de la presente invención han
encontrado que de manera sinérgica la utilización de dicho ácido
docosahexaenoico inhibe la senescencia prematura provocada por
ROS.
\vskip1.000000\baselineskip
Para mayor comprensión de las mejoras del objeto
de la presente invención, se incluye a continuación un breve
resumen del objeto de la patente principal P200503202.
La patente principal tiene por objeto la
utilización del ácido docosahexaenoico para la fabricación de una
composición farmacéutica destinada al tratamiento del daño celular
oxidativo.
En la patente principal ya se define el término
"daño oxidativo celular" por todo proceso que conlleva un
desequilibrio entre la generación y degradación de especies
oxidantes celulares con un origen endógeno u exógeno.
Y "ácido docosahexaenoico incorporado en un
glicérido" por un glicerol con al menos una de las tres
posiciones esterificadas con ácido docosahexaenoico.
Preferiblemente, dicho glicérido es un triglicérido.
Ventajosamente, ácido docosahexaenoico está
incorporado en un monoglicérido, diglicérido, triglicérido,
fosfolípido o éster etílico. Y todavía más preferiblemente dicho
ácido docosahexaenoico está incorporado en un triglicérido.
También ventajosamente, dicho ácido
docosahexaenoico se encuentra en un porcentaje en peso de entre el
20 y el 100% respecto al total de ácidos grasos, más
preferiblemente entre el 40 y el 100% respecto al total de ácidos
grasos, y todavía más preferiblemente entre el 66 y el 100% respecto
al total de ácidos grasos.
La composición farmacéutica descrita en la
patente principal presenta aplicación en el tratamiento de una
patología neurodegenerativa, patología ocular, patología isquémica o
proceso inflamatorio.
Sin embargo, la patente principal nada dice ni
sugiere sobre las ventajas de utilizar dicho ácido docosahexaenoico
como agente protector en el proceso natural de acortamiento de los
telómeros ni como inhibidor de la senescencia prematura. Por lo
tanto, es objeto de la presente mejora, la utilización del ácido
docosahexaenoico para la fabricación de una composición destinada
al tratamiento del daño oxidativo celular a nivel de ADN. En
particular, dicha utilización tiene aplicación como agente
protector en el proceso natural de acortamiento de los telómeros,
provocando un acortamiento más lento de los telómeros durante la
replicación del DNA en una situación de estrés oxidativo y como
agente inhibidor de la senescencia prematura provocada por ROS.
Por tanto, es también objeto de la presente
invención la utilización de ácido docosahexaenoico para la
fabricación de una composición destinada al tratamiento del
envejecimiento celular y de patologías hereditarias que llevan
asociados desórdenes en la cadena respiratoria mitocondrial, así
como una composición destinada al tratamiento del Síndrome de
Down.
Los mecanismos que producen las asociaciones
teloméricas (TAS) son aún desconocidos pero los autores de la
presente invención sugieren que éstos podrían estar asociados al
déficit en la actividad de la enzima telomerasa que sintetiza las
secuencias repetitivas de ADN características de los telómeros,
estabilizando así la longitud de los mismos.
La telomerasa es muy activa en células fetales,
pero presenta poca actividad en las células de los tejidos de
adultos. Las TAS han sido raramente encontradas en células normales,
por el contrario, se las ha observado en células infectadas por
virus o tumorales.
Se ha determinado que existe una reducción
progresiva del número de repeticiones teloméricas in vitro,
así como en función del envejecimiento celular, in vivo, que
lleva asociado una inhibición de la actividad de telomerasa en la
senescencia. Así mismo, los autores de la presente invención han
estudiado la longitud telomérica en fibroblastos y linfocitos de
personas sanas centenarias, encontrando un acortamiento telomérico
durante la propagación in vitro de los fibroblastos, así como
una correlación inversa entre las longitudes teloméricas y la edad
del donante.
Así pues, las mejoras en el objeto de la patente
principal P200503202, comprenden la utilización de ácido
docosahexaenoico (DHA) para la fabricación de una composición
farmacéutica destinada al tratamiento del daño celular oxidativo a
nivel de ADN, en particular, su utilización como agente protector en
el proceso natural de acortamiento de los telómeros y como agente
inhibidor de la senescencia prematura. Adicionalmente, dicha
composición farmacéutica está destinada al tratamiento del
envejecimiento celular y de patologías hereditarias que llevan
asociadas desórdenes en la cadena respiratoria mitocondrial y
Síndrome de Down.
Aunque el acortamiento de los telómeros ocurre
de forma natural con la replicación celular, se ha observado una
senescencia prematura y roturas de los telómeros cuando se induce
daño oxidativo en el DNA. Los telómeros son más sensibles al daño
oxidativo y sus roturas se reparan menos eficazmente que otras
partes del genoma. Esto conduce a una acumulación del daño
telomérico, que produce un acortamiento más rápido durante la
replicación del DNA que reduce la esperanza de vida replicativa
celular. Las especies reactivas del oxígeno (ROS), particularmente
aniones superóxido, peróxido de hidrógeno y radicales del oxidrilo,
pueden acelerar las pérdidas en los telómeros durante la
replicación en algunos tipos celulares aunque también inducen
senescencia prematura independientemente del acortamiento de los
telómeros.
Sorprendentemente, los autores de la presente
invención han encontrado que la utilización del ácido
docosahexaenoico en un tratamiento del daño celular oxidativo a
nivel de ADN permite disminuir la velocidad de acortamiento de los
telómeros y, por tanto, inhibir la senescencia celular.
Los presentes inventores han encontrado una
correlación inversa entre la velocidad de acortamiento del telómero
y la capacidad antioxidante celular en más de 20 cepas humanas de
fibroblastos. La mayoría de los parámetros celulares de estos
fibroblastos prematuramente envejecidos son idénticos al
envejecimiento normal de dichas células (morfología, acumulación
del lipofuscina y cambios en la expresión génica). Los fibroblastos
con menor defensa antioxidante acortan sus telómeros más
rápidamente y viceversa. La velocidad de acortamiento del telómero
es más alta en células con una defensa antioxidante más baja.
Además, los secuestrantes de radicales libres disminuyen la
velocidad de acortamiento del telómero.
Estos datos están en concordancia con los que
demuestran un papel importante de las enzimas antioxidantes,
glutation peroxidasa y superóxido dismutasa, en la velocidad de
acortamiento de los telómeros en fibroblastos humanos. Estos datos
confirman que la longitud de los telómeros está determinada
principalmente por la relación entre el estrés oxidativo y la
capacidad de la defensa antioxidante celular. Así, la longitud de
los telómeros dependiente de la edad es una medida acumulativa de
la historia del daño oxidativo que una célula ha experimentado a lo
largo de su vida.
Una correlación entre el estrés oxidativo y la
velocidad en el acortamiento de los telómeros se ha demostrado para
patologías hereditarias que llevan asociadas desordenes en la cadena
respiratoria mitocondrial y para el Síndrome de Down.
Por lo tanto, la relación existente entre el
daño celular oxidativo en el ADN y el acortamiento de los telómeros
y su efecto en la senescencia celular permite utilizar el ácido
docosahexanoico como un potente agente protector en el proceso
natural de acortamiento de los telómeros e inhibidor de la
senescencia prematura.
Queda así mismo comprendido dentro del alcance
de la presente invención el ámbito de aplicación de la patente
principal en todos aquellos aspectos definidos en la misma.
Figura
1
La figura 1 es una gráfica comparativa de la
longitud media del telómero en fibroblastos humanos cultivados bajo
estrés oxidativo con o sin DHA incorporado frente al número de pases
de las poblaciones celulares.
Dicha figura 1 muestra los resultados
sorprendentes del objeto de la presente adición al observarse que en
presencia de DHA en una situación de estrés oxidativo el índice de
acortamiento de los telómeros es menor con respecto al control o
sin DHA., presenta una eficacia de aproximadamente 3 veces superior
a la de un glicérido que contiene DHA no estructurado.
Ejemplo
En el presente estudio in vitro se han
utilizado como modelo celular, células Foreskin (fibroblastos de
epidermis no diferenciados, ATCC CRL-2076) que
constituyen un tipo celular adecuado por su buena respuesta in
vitro a diferentes inductores oxidantes, además de ser un
cultivo primario con requerimientos nutricionales y condiciones de
cultivo normales, y constituye un buen modelo in vitro
extrapolable a la respuesta in vivo, para una potencial
aplicación cosmética del DHA.
Como modelos celulares se han utilizado células
Foreskin (fibroblastos de epidermis no diferenciados,
CRL-2076) que se han obtenido de la American Type
Culture Collection. Los cultivos celulares se han mantenido en las
condiciones adecuadas de crecimiento: temperatura (37ºC),
concentración de CO_{2} (5%) y humedad (95%) en un incubador
especial para esta finalidad. Los fibroblastos
CRL-2076 se mantienen en crecimiento en frascos de
cultivo en medio Dulbecco modificado por Iscove (Biological
Industries) suplementado con 10% de suero fetal bovino,
antibióticos penicilina (100 U/mL) y estreptomicina (100 \mug/mL)
y glutamina (Biological Industries).
Se añadió el DHA-TG 70%
sintetizado enzimáticamente a una concentración de 0,5 \muM,
disolviendo el aceite en etanol para la solución stock (1:100) y
preparando las soluciones de trabajo en medio de cultivo
acondicionado con suero. Las células se cultivaron con medio
suplementado de DHA-TG durante 3 días a 37ºC.
Se usó para estresar oxidativamente a las
células el compuesto
2,2'-azobis-(2-amidinopropano)
dihidrocloruro (AAPH) a una concentración de 40 mM ampliamente
usado como iniciador hidrofílico de radicales libres por inducción
de la peroxidación lipídica y proteica. El AAPH oxida al DNA, a las
proteínas y a los lípidos por acción de los radicales peroxil
formados. Además actúa a nivel del sistema de defensa endógeno, ya
que inactiva el enzima clave, la SOD, con lo que pierde la
capacidad protectora de la CAT y de la GPx.
Las regiones teloméricas constituidas por ADN
altamente repetitivo pueden evaluarse mediante técnicas de
hibridación in situ. El método de hibridación in situ
con fluorescencia (FISH) empleando sondas complementarias a las
secuencias teloméricas permitió detectar la presencia o ausencia de
telómeros, así como cuantificar los mismos por célula y por grupo
cromosómico. El método denominado flow FISH utiliza la
citometría de flujo combinada con la técnica de FISH empleando como
sonda un PNA (peptide nucleic acid) pan-telomérico y
que permite medir, mediante intensidades de fluorescencia, las
longitudes teloméricas promedio de los extremos cromosómicos en
células individuales. Para nuestro objetivo, se analizó la
intensidad de fluorescencia de los PAN marcados de cromosomas en
metafase. Los resultados se expresan como unidades de fluorescencia
telomérica (TFU) con cada TFU correspondiente a 1 kb de telómeros
repetidos.
Los cambios en la longitud media de los
telómeros en fibroblastos humanos cultivados bajo estrés oxidativo
con o sin DHA incorporado se analizaron por
flow-FISH (Figura 1). Se utilizó una
regresión lineal para analizar la relación entre la longitud de los
telómeros y el número de pases de las poblaciones celulares. Para
todos los cultivos analizados, las pendientes de las regresiones se
pueden interpretar directamente como índices de acortamiento de los
telómeros. En fibroblastos humanos, el tratamiento con AAPH, que
induce un exceso de radicales libres intracelulares, acelera
perceptiblemente el índice de acortamiento de los telómeros. En
cambio, la incorporación de DHA a una concentración de 0,5 \muM,
que se ha demostrado que incrementa las defensas antioxidantes
celulares, reduce dicho índice al 50% de su valor sin DHA. Además,
la incorporación de DHA es capaz de reducir el índice de
acortamiento de los telómeros, incluso respecto al control normal
de fibroblastos.
Claims (7)
1. Mejoras en el objeto de la patente principal
P200503202, por "utilización de ácido docosahexaenoico para el
tratamiento del daño celular oxidativo", caracterizadas
por el hecho de que dicho utilización de ácido docosahexaenoico se
lleva a cabo para la fabricación de una composición farmacéutica
destinada al tratamiento del daño celular oxidativo en el ADN.
2. Mejoras en el objeto de la patente principal
según la reivindicación 1, caracterizadas por el hecho de
que dicho ácido docosahexaenoico se utiliza como agente protector en
el proceso natural de acortamiento de los telómeros.
3. Mejoras en el objeto de la patente principal
según la reivindicación 1, caracterizadas por el hecho de
que dicho ácido docosahexaenoico se utiliza como agente inhibidor de
la senescencia prematura.
4. Mejoras en el objeto de la patente principal
según la reivindicación 2, caracterizadas por el hecho de
dicho acortamiento de los telómeros está asociado a patologías
hereditarias asociadas a desórdenes en la cadena respiratoria
mitocondrial.
5. Mejoras en el objeto de la patente principal
según la reivindicación 2, caracterizadas por el hecho de
que dicho acortamiento de los telómeros está asociado con el
Síndrome de Down.
6. Mejoras en el objeto de la patente principal
según la reivindicación 1, caracterizadas por el hecho de
que dicha utilización de ácido docosahexaenoico se lleva a cabo en
la industria alimentaria.
7. Mejoras en el objeto de la patente principal
según la reivindicación 6, caracterizadas por el hecho de
que se lleva a cabo en productos lácteos.
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