Compuestos relacionados con ramoplanina producidos por actinomicetos

Resumen

Las ramoplaninas son una familia de antibióticos de tipo lipoglicodepsipéptido, de síntesis no ribosomal. La ramoplanina A2 fue descubierta a partir de una fermentación de la cepa Actinoplanes ATCC33076. Este compuesto es un prometedor candidato a fármaco ya que presenta actividad frente a bacterias Gram positivas aerobias y anaerobias resistentes a antibióticos, e inhibe la síntesis de la pared celular bacteriana uniéndose al transportador lípido II de la biosíntesis del peptidoglicano. Pese a ser tan interesante tanto su aprobación como su uso clínico se han visto obstaculizados por la actividad hemolítica que presenta cuando se administra por vía intravenosa. Como consecuencia de esta limitación, encontrar nuevos análogos que puedan salvar este inconveniente se hace necesario. Partiendo del potencial biosintético de los microorganismos, se realizó un ensayo mediante cribado de alto rendimiento de extractos de la colección de Productos Naturales pertenecientes a la Fundación MEDINA usando como diana el transportador lipídico de la biosíntesis del peptidoglicano con el objetivo de encontrar compuestos relacionados en actividad biológica o estructura química con las ramoplaninas y confirmar si estos tenían o no propiedades mejoradas tanto a nivel de actividad antimicrobiana como a nivel farmacológico y de tolerabilidad local, especialmente con respecto a su actividad hemolítica. Con un ensayo de marcaje radiactivo de macromoléculas y mediante el análisis de los extractos por cromatografía líquida y espectrometría de masas de baja y alta resolución se corroboró, por una parte, si los extractos eran verdaderos inhibidores de la síntesis del peptidoglicano y, por otra, si su perfil químico sugería la presencia de compuestos relacionados con la clase estructural de las ramoplaninas. Siguiendo esta estrategia se seleccionaron 49 cepas de actinomicetos aisladas a partir de muestras ambientales recogidas en diferentes partes del mundo. Estas cepas fueron estudiadas para determinar su taxonomía, su relación filogenética y su diversidad. Además, se caracterizó el perfil de actividad antimicrobiano de los extractos seleccionados frente a un panel de microorganismos formado por bacterias Gram positivas, bacterias Gram negativas, levadura y un hongo, confirmándose que la mayor parte de los extractos tenían un perfil de actividad antimicrobiano similar al de las ramoplaninas. Se prepararon nuevas fermentaciones para tener material con el que poder realizar la identificación química y el aislamiento de los compuestos de interés mediante fraccionamiento guiado por bioensayo mediante HPLC semipreparativo. Se eligieron las fracciones activas que mayor actividad presentaron y se analizaron por HRMS. De una de las cepas estudiadas se consiguió obtener una fracción en la que se detectaron dos compuestos de peso molecular 2572 y 2556. El compuesto con peso molecular 2572 pudo ser purificado, aislado, y su estructura elucidada por comparación de sus espectros con los de un patrón de ramoplanina A2. El nuevo análogo comparte las características estructurales de la ramoplanina A2, salvo el aminoácido de la posición 13 y el de la posición 15. Ambos compuestos también se diferencian en la cadena alifática lateral. Se estudiaron las propiedades antimicrobianas y farmacológicas del nuevo compuesto en comparación a la ramoplaina A2. En todos los casos se obtuvieron resultados muy similares excepto en los ensayos de actividad hemolítica donde los valores que presentó el nuevo análogo fueron muy inferiores a los de la ramoplanina A2.