Métodos para la regulación de células madre.

Composición que comprende un inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 para su uso en el aumento de una población de células progenitoras o células madre hematopoyéticas de adulto en un sujeto mamífero,

en la que el inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 inhibe la expresión o actividad de glucógeno sintasa cinasa- 3, en la que el inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 se selecciona de un polipéptido GSK-3, GSK3α o GSK3β dominante negativo, un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos de un polipéptido GSK-3, GSK3α o GSK3β dominante negativo, un constructo de ARNi, ARNip o ARNhp que se une a e inhibe la expresión y/o actividad de GSK-3, GSK3α o GSK3β, un oligonucleótido antisentido que se une a e inhibe la expresión de GSK-3, GSK3α o GSK3β, un anticuerpo que se une a e inhibe la expresión y/o actividad de GSK-3, GSK3α o GSK3β o una ribozima que se une a e inhibe la expresión de GSK-3, GSK3α o GSK3β.

Métodos para la regulación de células madre Referencia cruzada a las solicitudes relacionadas Esta solicitud se refiere a la solicitud estadounidense con n.º de serie 11/026.399, presentada el 30 de diciembre de 2004, cuya descripción se incorpora en el presente documento como referencia.

Campo La invención se refiere generalmente a métodos para aumentar la actividad satisfactoria de células madre, células madre/progenitoras hematopoyéticas, células madre/progenitoras mesenquimatosas, células madre/progenitoras mesodérmicas, células madre/progenitoras musculares o células madre/progenitoras neurales in vivo en un sujeto mamífero. La invención se refiere además a métodos de tratamiento de una enfermedad inmunitaria, una enfermedad degenerativa mesodérmica/mesenquimatosa o una enfermedad neurodegenerativa administrando uno o más agentes que promueven la señal de Wnt/!-catenina, señal de Notch o señal de Hedgehog en un sujeto mamífero que lo necesita.

Antecedentes Las células madre hematopoyéticas (HSC) son células poco comunes del sistema hematopoyético con la capacidad para autorrenovarse y diferenciarse en todos los linajes sanguíneos maduros, manteniendo de ese modo la homeostasis hematopoyética y la función inmunitaria. Se ha usado eficazmente terapia de trasplante de HSC para tratar tumores malignos hematopoyéticos, insuficiencia hematopoyética/de médula ósea e inmunodeficiencia. Baron et al., Arch Med Res 34:528-44, 2003; Giralt, Curr Hematol Rep 3:165-72, 2004; Vollweiler et al., Bone Marrow Transplant 32:1-7, 2003. A pesar de la utilidad satisfactoria de HSC, sigue habiendo varias limitaciones clínicas. Éstas incluyen la disponibilidad de donantes de HSC alogénicas y la incapacidad de recolección de números adecuados de HSC por donante. Moscardo et al., Leuk Lymphoma 45:11-8, 2004. Aunque recolecciones autólogas de HSC mediante movilización de G-CSF a la sangre periférica han aliviado algo de la carga clínica para trasplante de HSC alogénica, muchos pacientes siguen siendo resistentes a la movilización y posterior reconstitución de HSC. Cohena y Nagler, Leuk Lymphoma 44:1287-99, 2003. Se ha sugerido la expansión ex vivo de HSC como medio para aumentar el número de HSC disponibles para trasplante autólogo o alogénico. Desafortunadamente, los métodos actuales de expansión de HSC ex vivo no han demostrado beneficiar a los receptores sometidos a trasplante, y pruebas experimentales sugieren que el cultivo ex vivo de HSC afecta negativamente a su capacidad de reconstitución hematopoyética. Devine et al., Bone Marrow Transplant 31:241-52, 2003; Shih et al., J Hematother Stem Cell Res 9:621-8, 2000; Srour et al., J Hematother 8:93-102, 1999.

La selección como diana in vivo directa de HSC de pacientes proporcionaría un contexto más fisiológico para modular la función de HSC como alternativa al aislamiento de HSC y la manipulación ex vivo. Sin embargo, la comprensión actual de reguladores extrínsecos de HSC se ha derivado de estudios limitados a sistemas de cultivo ex vivo en los que se estudian HSC en sistemas de cultivo artificiales y subóptimos. Como tales, muchos factores implicados en la regulación de la autorrenovación de HSC in vitro no son susceptibles de uso in vivo.

La glucógeno sintasa cinasa-3 (GSK-3) es una serina/treonina cinasa activa de manera constitutiva, identificada originalmente como glucógeno sintasa de inactivación. Frame y Cohen, Biochem J 359:1-16, 2001; Cohen, Biochem Soc Trans 7:459-80, 1979; Embi et al., Eur J Biochem 107:519-27, 1980. Se ha vinculado la inhibición de GSK-3 en la regulación de varias rutas, incluyendo Wnt, Hedgehog y Notch. Behrens et al., Science 280:596-599, 1998; Yost et al., Genes Dev 10: 1443-1454, 1996; Jia et al., Nature 416:548-552, 2002; Foltz et al., Curr Biol 12:1006-1011, 2002; Espinosa et al., J Biol Chem 278:32227-35, 2003. Importante para HSC, estas mismas rutas se han asociado recientemente con la función de HSC o bien mediante sobreexpresión ectópica forzada de reguladores anteriores clave de estas rutas, o bien mediante presentación de ligandos in vitro. Murdoch et al., PNAS 100:3422-3427, 2003; Reya et al., Nature 423:409-14, 2003; Bhardwaj et al., Nat Immunol 2: 172-80, 2001; Karanu et al., J Exp Med 192:1365-72, 2000; Karanu et al., Blood 97:1960-7, 2001; Cline et al., Diabetes 51:2903-2910, 2002; Ring et al., Diabetes 52:588-595, 2003.

Las enfermedades musculares degenerativas, tales como distrofia muscular (DM) , incluyen un grupo de enfermedades genéticas caracterizadas por debilidad progresiva y degeneración de los músculos esqueléticos que controlan el movimiento. No hay ningún tratamiento específico para ninguna de las formas de DM. La terapia respiratoria, la terapia física para prevenir contracturas musculares dolorosas, los aparatos ortopédicos usados para apoyo y la cirugía ortopédica correctora pueden mejorar la calidad de vida en algunos casos. La miopatía es un trastorno neuromuscular en el que el síntoma primario es debilidad muscular debido a disfunción de las fibras musculares. Los tratamientos para las miopatías dependen de la enfermedad o estado y las causas específicas. El tratamiento sintomático y de apoyo puede ser el único tratamiento disponible o necesario para algunos trastornos.

No se han identificado reguladores de células madre hematopoyéticas (HSC) , células madre, que produzcan sus efectos in vivo, limitando la manipulación clínica de HSC a sistemas ex vivo. No se han identificado reguladores de células progenitoras musculares o células progenitoras neurales para el tratamiento in vivo de enfermedades

musculares degenerativas o enfermedades neurodegenerativas. Existe una necesidad en la técnica de una terapia mejorada que implique células madre hematopoyéticas para el tratamiento de enfermedades inmunitarias, y de una terapia mejorada que implique células madre, células progenitoras musculares o células progenitoras neurales para el tratamiento de enfermedades musculares degenerativas o enfermedades neurodegenerativas.

La solicitud proporciona entre otras cosas lo siguiente:

1. Un método para aumentar células madre hematopoyéticas in vivo en un sujeto mamífero que comprende:

hacer interaccionar uno o más agentes que promueven la señal de Wnt/!-catenina, la señal de Notch o la señal de Hedgehog con las células madre hematopoyéticas en el sujeto mamífero y aumentar las células madre hematopoyéticas en el sujeto mamífero en comparación con las células madre hematopoyéticas en el sujeto mamífero antes del tratamiento.

2. El método de la cláusula 1, en el que el agente que promueve la señal de Wnt/!-catenina es un agonista de uno o más de Wnt1, Wnt2, Wnt2b/13, Wnt3, Wnt3a, Wnt4, Wnt5a, Wnt5b, Wnt6, Wnt7a, Wnt7b, Wnt7c, Wnt8, Wnt8a, Wnt8b, Wnt8c, Wnt10a, Wnt10b, Wnt11, Wnt14, Wnt15 o Wnt16.

3. El método de la cláusula 2, en el que el agente que promueve la señal de Wnt/!-catenina es un agonista de Wnt3a o Wnt8.

4. El método de la cláusula 1, en el que el agente que promueve la señal de Notch es un agonista de Notch, Delta, Serrate, Jagged, Deltex, Mastermind, Enhancer of Split, Hes1, Split, Hairless, Suppressor of Hairless o RBP-Jk.

5. El método de la cláusula 1, en el que el agente que promueve la señal de Hedgehog es un agonista de Desert hedgehog, Sonic hedgehog, Indian hedgehog, Gli, Gli-1, Gli-3, Patched o Patched1.

6. El método de la cláusula 1, en el que el agente que promueve la señal de Wnt/!-catenina, la señal de Notch o la señal de Hedgehog es un polipéptido, ácido nucleico, molécula pequeña, oligonucleótido antisentido, ribozima, constructo de ARNi, ARNip, ARNhp o anticuerpo.

7. El método de la cláusula 6, en el que el agente que promueve señal de Wnt/!-catenina, la señal de Notch o la señal de Hedgehog es un polipéptido.

8. El método de la cláusula 7, en el que el agente que promueve la señal de Wnt o la señal de !-catenina es un polipéptido de Wnt, un polipéptido de Dishevelled o un polipéptido de !-catenina.

9. El método de la cláusula 7, en el que el agente que promueve la señal de Notch es un polipéptido de Notch, polipéptido de Delta, polipéptido de Serrate, polipéptido de Jagged, polipéptido de Deltex, polipéptido de Mastermind, polipéptido de Split, polipéptido de Hairless, polipéptido de RBP-Jk o polipéptido de Hes1.

10. El método de la cláusula 7, en el que el agente que promueve la señal de Hedgehog es un polipéptido de Desert hedgehog, polipéptido de Sonic hedgehog, polipéptido de Indian hedgehog, polipéptido de Gli, polipéptido de Gli-1, polipéptido de Gli-3, polipéptido de Patched o polipéptido de Patched1.

11. El método de la cláusula 6, en el que el agente... [Seguir leyendo]

1. Composición que comprende un inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 para su uso en el aumento de una población de células progenitoras o células madre hematopoyéticas de adulto en un sujeto mamífero, en la que el inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 inhibe la expresión o actividad de glucógeno sintasa cinasa3, en la que el inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 se selecciona de un polipéptido GSK-3, GSK3∃ o GSK3! dominante negativo, un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos de un polipéptido GSK-3, GSK3∃ o GSK3! dominante negativo, un constructo de ARNi, ARNip o ARNhp que se une a e inhibe la expresión y/o actividad de GSK-3, GSK3∃ o GSK3!, un oligonucleótido antisentido que se une a e inhibe la expresión de GSK-3, GSK3∃ o GSK3!, un anticuerpo que se une a e inhibe la expresión y/o actividad de GSK-3, GSK3∃ o GSK3! o una ribozima que se une a e inhibe la expresión de GSK-3, GSK3∃ o GSK3!.

2. Uso de un inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 en la preparación de un medicamento para aumentar una población de células progenitoras o células madre hematopoyéticas de adulto en un sujeto mamífero, en el que el inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 inhibe la expresión o actividad de glucógeno sintasa cinasa-3, en el que el inhibidor de glucógeno sintasa cinasa-3 se selecciona de un polipéptido GSK-3, GSK3∃ o GSK3! dominante negativo, un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos de un polipéptido GSK-3, GSK3∃ o GSK3! dominante negativo, un constructo de ARNi, ARNip o ARNhp que se une a e inhibe la expresión y/o actividad de GSK-3, GSK3∃ o GSK3!, un oligonucleótido antisentido que se une a e inhibe la expresión de GSK-3, GSK3∃ o GSK3!, un anticuerpo que se une a e inhibe la expresión y/o actividad de GSK-3, GSK3∃ o GSK3! o una ribozima que se une a e inhibe la expresión de GSK-3, GSK3∃ o GSK3!.

3. Composición según la reivindicación 1, o uso según la reivindicación 2, en el que la composición o medicamento es para su administración a una dosis de 0, 0001 a 100 mg/kg de peso corporal del sujeto.

4. Composición o uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, siendo la composición o medicamento para administración intravesicular, intratecal, parenteral, tópica, intravenosa, oral, inhalante, subcutánea, intraarterial, intracraneal, intraperitoneal, intranasal o intramuscular.

5. Composición o uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, siendo el aumento de la población de células progenitoras o células madre de adulto en el sujeto mamífero un resultado de proliferación celular, migración celular, disminución de la apoptosis, autorrenovación o aumento de la supervivencia celular.

6. Composición o uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, para tratar una enfermedad de tipo inmune en el sujeto mamífero.

7. Composición o uso según la reivindicación 6, en el que la enfermedad de tipo inmune es diabetes, enfermedad de injerto contra huésped, enfermedad de inmunodeficiencia, malignidad hematopoyética, insuficiencia hematopoyética o trasplante de células madre hematopoyéticas.

8. Composición o uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, para tratar una citopenia en el sujeto mamífero aumentando las células progenitoras o células madre hematopoyéticas en el sujeto mamífero en comparación con las células progenitoras o células madre hematopoyéticas en el sujeto mamífero antes del tratamiento.

9. Composición o uso según la reivindicación 8, resultando la citopenia de la irradiación del sujeto mamífero.

10. Composición o uso según la reivindicación 9, resultando la citopenia de la irradiación medioambiental; o resultando la citopenia de la irradiación para terapia contra el cáncer.

11. Composición o uso según la reivindicación 8, resultando la citopenia de quimioterapia contra el cáncer.

12. Composición o uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las células progenitoras hematopoyéticas comprenden células eritroides, células de granulocitos, células de macrófagos, células de granulocitos-macrófagos, células B, células T y tipos de colonias de linaje mixto multipotentes.