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Superoxide Dismutase: a therapeutic candidate for oxidative stress
en la administración exógena de hSOD, la cual requiere la 2.3. Inmovilización covalente
acción selectiva de la enzima en las lesiones tisulares y Debido a que la SOD cataliza una reacción muy
zonas localizadas de inflamación.
específica, en la que el anión superóxido no puede ser
En este campo también se ha probado la modificación remplazado por un sustrato sintético con vistas a obtener
de la SOD con otros polímeros, como el copolímero de un producto para uso industrial o de interés biomédico, no
éter divinilo y anhídrido maleico (DIVEMA, por sus siglas ha existido un desarrollo marcado en el área de la
en inglés), lo que produce conjugados con buena retención biocatálisis y los bioprocesos, vinculado a esta enzima.
de la actividad, que mostraron mayor tiempo de vida Más bien la alta especificidad de la proteína y la
media y una captación incrementada en el hígado, en generación de un producto (H2O2), detectable y
modelo de rata para edema pulmonar con reperfusión cuantificable por técnicas espectrofotométricas,
bronquial. Dichos conjugados fueron capaces de reducir quimioluminiscentes y otras, ha propiciado que la principal
los procesos inflamatorios intrahepáticos, proteger contra aplicación de la inmovilización covalente de esta enzima,
el edema bronquial y evitar la infiltración leucocitaria en haya sido la obtención de biosensores para medir el estrés
los vasos sanguíneos, lo que fue evaluado por microscopía oxidativo y los radicales libres en sistemas biológicos.
electrónica (46).
Debido a esto, las principales propuestas de
De igual forma la conjugación de la SOD con la sal inmovilización de la SOD para aplicaciones concretas, han
sódica del ácido hialurónico se ha logrado con éxito, estado basadas en la fijación covalente, mediante reactivos
empleando la modificación por enlaces amida entre los bifuncionales tales como el glutaraldehído, a
grupos amino de la proteína y los grupos carboxilo del micropelículas formadas por ácidos orgánicos,
ácido hialurónico, con el uso de la 1-etil-3-(3-dimetil polisacáridos, polímeros industriales u orgánicos,
aminopropil) carbodiimida. (47). Los derivados resultantes recubriendo superficies metálicas de electrodos de oro o
retuvieron un 70 % de la actividad enzimática original y platino, así como nanopartículas con diversas propiedades
manifestaron un elevado efecto antiinflamatorio y no que constituyen la base de estos biosensores (Figura 4).
inmunogénico, en modelo de rata para edema de la pata
inducido por la carragenina y para artritis adyuvante. Figura 4. Principales configuraciones de inmovilización
covalente, que se han empleado en el trabajo con la SOD. A)
Otras estrategias, basadas en la conjugación de la Sobre nanopartículas de oro recubiertas de polisacáridos o ácidos
hSOD1 a proteínas séricas por modificación de residuos, orgánicos. B) Sobre nanopartículas de óxidos metálicos
también han ofrecido buenos resultados, en términos del modificadas con polímeros orgánicos. C) Sobre micropelículas
aumento del radio de la enzima y por tanto la reducción poliméricas que recubren electrodos metálicos.
del aclaramiento renal y la eliminación en la orina (48). El
conjugado entre la hSOD1 y la albúmina sérica se forma En 2001, Ge B. et al. (51), desarrollan un biosensor,
espontáneamente en sangre al suminstrar la hSOD1 inmovilizando la SOD1 de eritocitos bovinos en un
modificada en sus residuos de lisina con AMS [poli-(ácido electrodo de oro modificado con ácido 3-
maléico-co-estireno) butil éster]. mercaptopropiónico (AMP) a partir de la 2-
mercaptoetilamina (MEA) fijada al electrodo con un
La modificación química fue evaluada in vitro, por tratamiento extremo a base de ácido sulfúrico. El oro
cromatografía de afinidad con una matriz de albúmina- modificado puede incorporar la enzima, por reacción con
sefarosa, que demostró retención específica de la AMS-
hSOD1, mientras la hSOD1 nativa fue eluída en la
fracción no fijada. La evaluación in vivo en modelos
animales, reveló un incremento en el tiempo de vida media
en plasma de la AMS-hSOD1, que fue de 6 horas, respecto
a la enzima no modificada que fue eliminada por la orina
en menos de 4 minutos. Adicionalmente, la medición de
radicales libres plasma evidenció una disminución,
respecto a los animales tratados con la hSOD1 nativa, lo
que valida este producto modificado para la reducción de
radicales libres circulantes (48).
Algunas investigaciones más recientes, demuestran la
eficacia de la modificación de la SOD con polisacáridos
iónicos tales como la carboximetil quitina, el manano (49)
y la carboximetil celulosa (CMC) (50), siendo esta última
modificación factible de realizar, por alquilación reductiva
con el derivado polialdehídico de la CMC o con la
carbodiimida como agente acoplante. Estos derivados
polisacarídicos de SOD retuvieron una actividad mayor del
50 % y presentaron óptimos resultados farmacocinéticos
en modelos de ratón y rata.
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain 31
en la administración exógena de hSOD, la cual requiere la 2.3. Inmovilización covalente
acción selectiva de la enzima en las lesiones tisulares y Debido a que la SOD cataliza una reacción muy
zonas localizadas de inflamación.
específica, en la que el anión superóxido no puede ser
En este campo también se ha probado la modificación remplazado por un sustrato sintético con vistas a obtener
de la SOD con otros polímeros, como el copolímero de un producto para uso industrial o de interés biomédico, no
éter divinilo y anhídrido maleico (DIVEMA, por sus siglas ha existido un desarrollo marcado en el área de la
en inglés), lo que produce conjugados con buena retención biocatálisis y los bioprocesos, vinculado a esta enzima.
de la actividad, que mostraron mayor tiempo de vida Más bien la alta especificidad de la proteína y la
media y una captación incrementada en el hígado, en generación de un producto (H2O2), detectable y
modelo de rata para edema pulmonar con reperfusión cuantificable por técnicas espectrofotométricas,
bronquial. Dichos conjugados fueron capaces de reducir quimioluminiscentes y otras, ha propiciado que la principal
los procesos inflamatorios intrahepáticos, proteger contra aplicación de la inmovilización covalente de esta enzima,
el edema bronquial y evitar la infiltración leucocitaria en haya sido la obtención de biosensores para medir el estrés
los vasos sanguíneos, lo que fue evaluado por microscopía oxidativo y los radicales libres en sistemas biológicos.
electrónica (46).
Debido a esto, las principales propuestas de
De igual forma la conjugación de la SOD con la sal inmovilización de la SOD para aplicaciones concretas, han
sódica del ácido hialurónico se ha logrado con éxito, estado basadas en la fijación covalente, mediante reactivos
empleando la modificación por enlaces amida entre los bifuncionales tales como el glutaraldehído, a
grupos amino de la proteína y los grupos carboxilo del micropelículas formadas por ácidos orgánicos,
ácido hialurónico, con el uso de la 1-etil-3-(3-dimetil polisacáridos, polímeros industriales u orgánicos,
aminopropil) carbodiimida. (47). Los derivados resultantes recubriendo superficies metálicas de electrodos de oro o
retuvieron un 70 % de la actividad enzimática original y platino, así como nanopartículas con diversas propiedades
manifestaron un elevado efecto antiinflamatorio y no que constituyen la base de estos biosensores (Figura 4).
inmunogénico, en modelo de rata para edema de la pata
inducido por la carragenina y para artritis adyuvante. Figura 4. Principales configuraciones de inmovilización
covalente, que se han empleado en el trabajo con la SOD. A)
Otras estrategias, basadas en la conjugación de la Sobre nanopartículas de oro recubiertas de polisacáridos o ácidos
hSOD1 a proteínas séricas por modificación de residuos, orgánicos. B) Sobre nanopartículas de óxidos metálicos
también han ofrecido buenos resultados, en términos del modificadas con polímeros orgánicos. C) Sobre micropelículas
aumento del radio de la enzima y por tanto la reducción poliméricas que recubren electrodos metálicos.
del aclaramiento renal y la eliminación en la orina (48). El
conjugado entre la hSOD1 y la albúmina sérica se forma En 2001, Ge B. et al. (51), desarrollan un biosensor,
espontáneamente en sangre al suminstrar la hSOD1 inmovilizando la SOD1 de eritocitos bovinos en un
modificada en sus residuos de lisina con AMS [poli-(ácido electrodo de oro modificado con ácido 3-
maléico-co-estireno) butil éster]. mercaptopropiónico (AMP) a partir de la 2-
mercaptoetilamina (MEA) fijada al electrodo con un
La modificación química fue evaluada in vitro, por tratamiento extremo a base de ácido sulfúrico. El oro
cromatografía de afinidad con una matriz de albúmina- modificado puede incorporar la enzima, por reacción con
sefarosa, que demostró retención específica de la AMS-
hSOD1, mientras la hSOD1 nativa fue eluída en la
fracción no fijada. La evaluación in vivo en modelos
animales, reveló un incremento en el tiempo de vida media
en plasma de la AMS-hSOD1, que fue de 6 horas, respecto
a la enzima no modificada que fue eliminada por la orina
en menos de 4 minutos. Adicionalmente, la medición de
radicales libres plasma evidenció una disminución,
respecto a los animales tratados con la hSOD1 nativa, lo
que valida este producto modificado para la reducción de
radicales libres circulantes (48).
Algunas investigaciones más recientes, demuestran la
eficacia de la modificación de la SOD con polisacáridos
iónicos tales como la carboximetil quitina, el manano (49)
y la carboximetil celulosa (CMC) (50), siendo esta última
modificación factible de realizar, por alquilación reductiva
con el derivado polialdehídico de la CMC o con la
carbodiimida como agente acoplante. Estos derivados
polisacarídicos de SOD retuvieron una actividad mayor del
50 % y presentaron óptimos resultados farmacocinéticos
en modelos de ratón y rata.
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