alfa -Amanitin o α-amanitin es un péptido cíclico de ocho aminoácidos . Es posiblemente la más mortal de todas las amatoxinas , toxinas que se encuentran en varias especies delgénero de hongos Amanita , una de las cuales es el gorro de muerte ( Amanita phalloides ) y el ángel destructor , un complejo de especies similares, principalmente A. virosa y A. .bisporigera . También se encuentra en los hongos Galerina marginata y Conocybe filaris . El LD 50 oral de amanitina es de 100 μg / kg para ratas.
Nombres | |
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Otros nombres (cíclico L -asparaginyl-4-hidroxi- L -proly- ( R ) -4,5-dihidroxi L -isoleucil-6-hidroxi-2-mercapto L -tryptophylglycyl- L -isoleucylglycyl- L -cysteinyl) cíclico ( 4 → 8) -sulfuro ( R ) - S -óxido. | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.041.287 |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 39 H 54 N 10 O 14 S | |
Masa molar | 918,97 g / mol |
bien | |
Peligros | |
Principales peligros | Altamente toxico |
Pictogramas GHS | |
H300 , H310 , H330 , H373 | |
P260 , P262 , P264 , P270 , P271 , P280 , P284 , P301 + 310 , P302 + 350 , P304 + 340 , P310 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501 | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
A diferencia de la mayoría de los péptidos cíclicos , las amatoxinas (y falotoxinas ) se sintetizan en los ribosomas . Los genes que codifican la proproteína de la α-amanitina pertenecen a la misma familia que los que codifican la falocidina (una falotoxina ). [1]
Uso científico
α-Amanitina es un inhibidor selectivo de la ARN polimerasa II y III , pero no me . [2] [3] Este mecanismo lo convierte en una toxina mortal.
La α-amanitina también se puede usar para determinar qué tipos de ARN polimerasa están presentes. Esto se hace probando la sensibilidad de la polimerasa en presencia de α-amanitina. La ARN polimerasa I es insensible, la ARN polimerasa II es muy sensible (inhibida a 1 μg / ml), la ARN polimerasa III es moderadamente sensible (inhibida a 10 μg / ml) y la ARN polimerasa IV es ligeramente sensible (inhibida a 50 μg / ml). [ cita requerida ] [4] [5]
Estructura química
La α-amanitina es un octapéptido bicíclico altamente modificado que consta de un bucle externo y uno interno. El bucle externo está formado por enlaces peptídicos entre un extremo carboxilo de un aminoácido y el extremo amino posterior del siguiente residuo. El bucle interior está cerrado por un enlace tryptathionine entre 6-hidroxi- triptófano y cisteína . Además, α-amanitin está decorado con modificada de aminoácidos cadenas laterales (2 S , 3 R , 4 R ) -4,5-dihidroxi isoleucina , trans -4-hidroxi- prolina , que da a su alta afinidad por ARN polimerasa II y III . [6]
Técnicas de detección
Los primeros métodos para detectar alfa-amanitina incluían cromatografía en capa fina (TLC). En la mayoría de los sistemas de solventes usados en TLC, la alfa-amanitina y la beta-amanitina viajarían a diferentes velocidades, lo que permitiría la identificación individual de cada toxina. Otro método temprano fue la prueba de Meixner (también conocida como prueba de Wieland), que detectaría amatoxinas, pero también arrojó falsos positivos para algunos compuestos, como la psilocina . [7] También se desarrolló la electroforesis de zona capilar , pero no era suficientemente sensible para muestras clínicas, pero suficiente para extractos de hongos. [8]
Más recientemente, el uso de cromatografía líquida de alta presión (HPLC) se ha convertido en el método preferido, lo que permite una mejor resolución, reproducibilidad y mayor sensibilidad. [9] Se puede combinar una gama de detectores con HPLC, como espectrometría UV o de masas .
Ya en la década de 1980, se desarrollaron ensayos basados en anticuerpos ( inmunoensayos ) para la amanitina (pero con mayor frecuencia reconocen las amatoxinas cuando los anticuerpos reaccionan de forma cruzada con algunos de los congéneres ). Los primeros inmunoensayos fueron radioinmunoensayos y luego ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas ( ELISA ). Más recientemente, en 2020, se desarrolló un inmunoensayo de flujo lateral basado en anticuerpos monoclonales (similar a una prueba de embarazo) que puede detectar de forma rápida y selectiva amatoxinas en hongos [10] y en muestras de orina. [11]
Síntesis total
Matinkhoo y col. ideó estrategias para superar tres obstáculos sintéticos para dar α-amanitina en 2018. [12] Primero, la síntesis enantioselectiva de la síntesis de péptidos en fase sólida -compatible con (2 S , 3 R , 4 R ) -4,5-dihidroxiisoleucina se obtuvo en 11 pasos a partir de 2- (benciloxi) acetaldehído. Dos pasos clave que definen la estereoquímica incluyen la crotilación marrón en las posiciones ( 3R , 4R ) y la síntesis asimétrica de aminoácidos de Strecker en el carbono ( 2S ) - α . [13] En segundo lugar, el cierre quimioselectivo del anillo interno mediante fluorociclación entre 6-hidroxitrtófano y cisteína se logró mediante la reacción intraanular de Savige-Fontana. Esto requiere una síntesis de péptidos en fase sólida compatible, y ácido metiliminodiacético (MIDA), un grupo protector de boro, aminoácido ortogonal en 5 pasos. [12] Como paso final, la oxidación enantioselectiva en el enlace triptatiónina se logró utilizando un agente oxidante orgánico voluminoso y un sistema de disolvente optimizado para producir el sulfóxido enantiómero ( R ) biorreactivo deseado , completando la síntesis total .
Los síntomas de la intoxicación.
La α-amanitina tiene una atracción inusualmente fuerte y específica por la enzima ARN polimerasa II. Tras la ingestión y absorción por las células hepáticas, se une a la enzima ARN polimerasa II, lo que provoca de manera eficaz la citólisis de los hepatocitos (células hepáticas). [14] Se informan pocos efectos dentro de las 10 horas; No es inusual que aparezcan efectos significativos hasta 24 horas después de la ingestión, y este retraso en los síntomas hace que la intoxicación por α-amanitina sea aún más difícil de diagnosticar y más peligrosa. Para entonces, ya ha pasado el momento en el que el bombeo del estómago produciría un resultado eficaz. La diarrea y los calambres son los primeros síntomas, pero pasan, dando una falsa señal de remisión. Por lo general, del cuarto al quinto día, la toxina comienza a tener efectos severos en el hígado y los riñones , lo que lleva a una falla total del sistema en ambos. La muerte suele producirse alrededor de una semana después de la ingestión. [15]
Alrededor de 15% de los envenenado morirán dentro de los 10 días, progresando a través de una fase en estado de coma a insuficiencia renal , insuficiencia hepática , el coma hepático , insuficiencia respiratoria y la muerte. Quienes se recuperan corren el riesgo de sufrir un daño hepático permanente. [16] El diagnóstico es difícil y se establece mediante la observación de los síntomas clínicos y la presencia de α-amanitina en la orina . El examen de orina generalmente es más útil dentro de las 48 horas posteriores a la ingestión. El tratamiento es principalmente de soporte ( lavado gástrico , carbón activado , reanimación con líquidos ) pero incluye varios fármacos para contrarrestar las amatoxinas, entre ellos penicilina intravenosa y derivados de cefalosporina , y, en casos de mayor ingestión, puede extenderse a un trasplante hepático ortotópico . El método más confiable para tratar la intoxicación por amanitina es bombear el estómago inmediatamente después de la ingestión; sin embargo, la aparición de los síntomas suele ser demasiado tarde para que esto sea una opción. Modificado químicamente silibinina , silibinina dihidrógeno disuccinato disódico (nombre comercial Legalon SIL) una solución para IV administración , se utiliza en el tratamiento de las intoxicaciones graves con hepatotóxicos sustancias tales como paracetamol y amanitins . [17]
Modo de acción inhibitoria
A partir de la estructura cristalina resuelta por el Dr. Bushnell et al., [18] α-Amanitin interactúa con la hélice puente en la ARN polimerasa II (pol II). Esta interacción interfiere con la translocación de ARN y ADN necesarios para vaciar el sitio para la siguiente ronda de síntesis de ARN. La adición de α-amanitina puede reducir la tasa de translocación de pol II en el ADN de varios miles a unos pocos nucleótidos por minuto, [19] [20] pero tiene poco efecto sobre la afinidad de pol II por el nucleósido trifosfato, [21] y todavía se puede formar un enlace fosfodiéster. [22] [23] La hélice del puente ha evolucionado para ser flexible y su movimiento es necesario para la translocación de la polimerasa a lo largo de la columna vertebral del ADN. La unión de α-amanitina limita su movilidad, lo que ralentiza la translocación de la polimerasa y la velocidad de síntesis de la molécula de ARN.
Uso en conjugados de anticuerpo-fármaco
Heidelberg Pharma, GmbH, con sede en Ladenburg , Alemania, una empresa farmacéutica que ofrece servicios de desarrollo y descubrimiento de fármacos preclínicos, ha desarrollado una nueva tecnología ADC o conjugada de fármaco-anticuerpo basada en α-amanitina. [24] Los ADC basados en amanitina han mostrado una actividad sobresaliente en células tumorales resistentes a la terapia, por ejemplo, células que expresan transportadores resistentes a múltiples fármacos, células que inician tumores y células que no se dividen en concentraciones picomolares. [24]
El modo de acción único o MOA de la α-amanitina parece hacer que los conjugados anticuerpo-fármaco basados en amanitina sean una carga útil tóxica adecuada. [25] La tolerancia y la ventana terapéutica de los ADC basados en amanitina se han determinado en una variedad de modelos de primates en roedores y no humanos. Además, la amanitina tiene una estructura soluble en agua, lo que da como resultado conjugados anticuerpo-fármaco con baja tendencia a la agregación, incluso utilizando relaciones de fármaco a anticuerpo más altas o DAR. [26] [27]
En modelos preclínicos de cáncer de próstata en ratones , la α- (alfa) -amanitina conjugada con un anticuerpo dirigido contra el antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA; FOLH1; GCPII) mostró una alta actividad antitumoral y provocó una remisión completa en dosis únicas intravenosas de 150 μg / kg de toxina, con una pérdida de peso no más que marginal en los animales tratados. Además, los conjugados anticuerpo-fármaco a base de amanitina que utilizan un anticuerpo anti-Her2 como trastuzumab mostraron una alta actividad antitumoral en una serie de modelos de oncología preclínica diseñados para establecer la eficacia del fármaco de prueba en el tratamiento del cáncer de mama HER2 +. La alfa-amanitina es muy activa en las células resistentes a los fármacos, independientemente del estado de expresión de los transportadores resistentes a múltiples fármacos debido a su estructura hidrófila. La inhibición de la ARN polimerasa II causada por la unión de amanitina no solo conduce a la apoptosis de las células en división, sino también de las células de crecimiento lento, que a menudo se observan en el cáncer de próstata. [28] [29]
Ver también
- Envenenamiento por hongos
- Conjugado anticuerpo-fármaco
Referencias
- ^ Hallen HE, Luo H, Scott-Craig JS, Walton JD (noviembre de 2007). "Familia de genes que codifican las principales toxinas de los hongos Amanita letales" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 104 (48): 19097–101. doi : 10.1073 / pnas.0707340104 . PMC 2141914 . PMID 18025465 .
- ^ Equipo de revisión de ADC (2019-03-23). "¿Qué es la alfa-amanitina?" . Editorial. Revisión de ADC . Consultado el 17 de abril de 2020 .
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enlaces externos
- Heidelberg Pharma, GmbH
- Hongos Americanos Venenosos