Uso de la proinsulina para la elaboración de una composición farmacéutica neuroprotectora, composición terapéutica que la contiene y sus aplicaciones.

La presente invención se refiere al uso de un compuesto inductorde la actividad de la proinsulina,

preferentemente la proinsulinahumana, para la elaboración de un medicamento o composición farmacéutica para la prevención y el tratamiento de condiciones, desórdenes o enfermedades neurodegenerativas en las que se produzca muerte celular programada, preferentemente patologías neurodegenerativas del sistema nervioso central y periférico, y más preferentemente del grupo de enfermedades heredodegenerativas conocidas como retinosis pigmentaria. El compuesto activador puede estar constituido por una molécula química, un péptido, una proteína o unasecuencia de nucleótidos.

Uso de la proinsulina para la elaboración de una composición farmacéutica neuroprotectora, composición terapéutica que la contiene y sus aplicaciones.

Campo de la invención La presente invención está dentro del campo de la biomedicina y más concretamente en el desarrollo de compuestos terapéuticos. En particular, la invención se refiere al uso específico de la molécula proinsulina para el tratamiento de enfermedades degenerativas de la retina como la retinosis pigmentaria, así como de otras afecciones neurodegenerativas.

Estado de la técnica

Las enfermedades neurodegenerativas comprenden una variedad de desórdenes progresivos del sistema nervioso central de origen genético-hereditario, traumático, esporádico o senil. La gran mayoría de las enfermedades neurodegenerativas presentan muerte celular programada de neuronas y/o células de glía en su origen o su progresión. Dicho proceso de muerte, que constituye una etapa irreversible del daño al tejido nervioso, aparece independientemente de la causa primaria del desorden, sea genética, traumática, esporádica o senil.

Varios factores de crecimiento juegan un papel fundamental en la regulación del balance entre la vida y la muerte de diversos tipos celulares, incluidos neuronas y células de glía. Estos incluyen los miembros de la familia de la insulina que incluyen la insulina, su precursor proinsulina, y los IGF-I e IGF-II (Varela-Nieto, I., de la Rosa, E.J., Valenciano, A.I., and Leon, Y. (2003) Cell death in the nervous system: lessons from insulin and insulin-like growth factors. Mol Neurobiol 28: 23-50) . La retina forma parte del sistema nervioso central y es un modelo bien establecido para el estudio tanto de procesos fisiológicos como patológicos del sistema nervioso; por esta razón, es el modelo celular empleado en la presente invención. Uno de los procesos patológicos más importantes estudiados en la retina es el denominado retinosis pigmentaria ya que esta patología comprende un amplio grupo de desórdenes hereditarios de la retina y representa una de las mayores causas de ceguera en el mundo, con una incidencia aproximada de una persona entre 4.000. Aunque se han caracterizado más de 120 loci implicados y hay distintas etiologías, en todos los casos se produce una pérdida crónica y progresiva por muerte celular programada de las neuronas de la retina, en concreto de los fotorreceptores, llevando a los individuos a la ceguera. Actualmente no hay tratamiento para la retinosis pigmentaria y por el momento se están abordando estrategias de neuroprotección, terapia génica, neurorreparación y bioingeniería solamente en modelos animales con degeneración, como los ratones rd, las ratas RCS y otros modelos en perros, gatos, cerdos e, incluso, Drosophila. El ratón rd1 (rod degeneration) fue uno de los primeros modelos para el estudio de mecanismos celulares y moleculares que determinan la degeneración celular, habiéndose llegado a determinar la naturaleza apoptótica de la muerte de los fotorreceptores (Chang, G.Q., Hao, Y., and Wong, F. (1993) Apoptosis: final common pathway of photoreceptor death in rd, rds, and rhodopsin mutant mice. Neuron 11: 595-605) . Los diferentes ratones rd proporcionan un modelo ideal para el ensayo de nuevas aproximaciones terapéuticas al tratamiento de las distrofias hereditarias de la retina, ya que permiten estudiar el proceso degenerativo de los fotorreceptores desde un punto de vista molecular, celular y genético.

Las intervenciones de terapia génica tienden a reintroducir una copia funcional del gen mutado causante de la neurodegeneración. Se han realizado progresos con adenovirus recombinantes o vectores virales asociados a adenovirus. En concreto, la reposición de la subunidad ! de la fosfodiesterasa de cGMP específica de bastones (!PDE) en el ratón rd neonatal, logrando un rescate histológico del fenotipo rd de, al menos, 6 semanas (Bennett, J., Tanabe, T., Sun, D., Zeng, Y., Kjeldbye, H., Gouras, P., and Maguire, A.M. (1996) Photoreceptor cell rescue in retinal degeneration (rd) mice by in vivo gene therapy. Nat Med 2: 649-654) . Sin embargo, esta terapia requiere la identificación inequívoca del gen mutado en cada paciente, lo que en la actualidad sólo es posible en el 40% de los casos (Wang, D.Y., Chan, W.M., Tam, P.O., Baum, L., Lam, D.S., Chong, K.K., Fan, B.J., and Pang, C.P. (2005) Gene mutations in retinitis pigmentaria and their clinical implications. Clin Chim Acta 351: 5-16) .

El transplante de células madre neuronales o precursores con el fin de desarrollar nuevos fotorreceptores constituye la finalidad de las terapias de neurorreparación. Los nuevos fotorreceptores tienen que restablecer las conexiones apropiadas con las neuronas de la retina interna.

La neuroprotección inducida mediante tratamiento con factores de crecimiento persigue evitar la muerte celular asociada al proceso neurodegenerativo. Se han probado diferentes formas de administración en varios modelos animales con degeneración de retina. Los primeros intentos consistieron en inyecciones intravítreas de varias proteínas recombinantes en ratas o ratones con degeneración de retina (Faktorovich, E.G., Steinberg, R.H., Yasumura, D., Matthes, M.T., and LaVail, M.M. (1990) Photoreceptor degeneration in inherited retinal dystrophy delayed by basic fibroblast growth factor. Nature 347: 83-86; LaVail, M.M., Unoki, K., Yasumura, D., Matthes, M.T., Yancopoulos, G.D., and Steinberg, R.H. (1992) Multiple growth factors, cytokines, and neurotrophins rescue photoreceptors from the damaging effects of constant light. Proc Natl Acad Sci U S A 89: 11249-11253) . Estos experimentos demostraron que el FGF2 enlentecía la degeneración de fotorreceptores en ratas RCS (Royal College of Surgeon) . Varios factores de supervivencia, incluyendo el FGF2, FGF1, BDNF y CNTF, disminuyeron la muerte de fotorreceptores inducida por daño luminoso (LaVail, M.M., Yasumura, D., Matthes, M.T., Lau-Villacorta, C., Unoki, K.,

Sung, C.H., and Steinberg, R.H. (1998) Protection of mouse photoreceptors by survival factors in retinal degenerations. Invest Ophthalmol Vis Sci 39: 592-602) . Inyecciones intravítreas de análogos de CNTF en modelos de ratón con degeneraciones hereditarias de la retina (modelo Q433ter, rd y nr; terminología usada para designar ciertos modelos de ratones con retinosis pigmentaria) resultaron en una evidente mejora de algunas degeneraciones. El efecto neuroprotector por análogos de CNTF también se ha comprobado en estudios en gatos con distrofia de conos-bastones autosómica dominante, en los que inyecciones intravítreas de CNTF tenían efectos beneficiosos (Chong, N.H., Alexander, R.A., Waters, L., Barnett, K.C., Bird, A.C., and Luthert, P.J. (1999) Repeated injections of a ciliar y neurotrophic factor analogue leading to longterm photoreceptor survival in hereditar y retinal degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci 40: 1298-1305) .

Por otro lado, Schlichtenbrede, F.C. et al. 2003 (Gene Therapy, 10:523-7) dan a conocer que el tratamiento intraocular con CNTF (factor neurotrófico ciliar) puede dar como resultado efectos secundarios no deseados. Para evitar esto, sugieren la administración temporal de CNTF mediante el uso de un dispositivo de liberación lenta farmacológico o un promotor inducible con eliminación posterior del inserto ocular.

Otra aproximación ha sido utilizar vectores de terapia génica para expresar factores de supervivencia en retinas de ratones o ratas con degeneración de retina. En dos modelos de ratones, el rd y el Prph2Rd (mutación recesiva en periferina) (Travis, G.H., Brennan, M.B., Danielson, P.E., Kozak, C.A., and Sutcliffe, J.G. (1989) Identification of a photoreceptor-specific mRNA encoded by the gene responsible for retinal degeneration slow (rds) . Nature 338: 7073; Connell, G., Bascom, R., Molday, L., Reid, D., McInnes, R.R., and Molday, R.S. (1991) Photoreceptor peripherin is the normal product of the gene responsible for retinal degeneration in the rds mouse. Proc Natl Acad Sci U S A 88: 723-726.) , las inyecciones subretinianas de vectores adenovirales que codificaban para una forma secretable de CNTF retrasaron la muerte de fotorreceptores (Cayouette, M., and Gravel, C. (1997) Adenovirus-mediated gene transfer of ciliar y neurotrophic factor can prevent photoreceptor degeneration in the retinal degeneration (rd) mouse. Hum Gene Ther 8: 423-430; Cayouette, M., Behn, D., Sendtner, M., Lachapelle, P., and Gravel, C. (1998) Intraocular gene transfer of ciliar y neurotrophic factor prevents death and increases responsiveness of rod photoreceptors in the retinal degeneration slow mouse. J Neurosci 18: 9282-9293) . Por su parte, la expresión transgénica de BDNF en la retina, que no resulta apenas activo por inyecciones intravítreas, retrasa la neurodegeneración en ratones Q344ter... [Seguir leyendo]

1. Uso de un compuesto que induce la actividad de la proinsulina, en el que dicho compuesto se selecciona del grupo que consiste en:

a. una secuencia de nucleótidos que permite la expresión de una proteína o péptido neuroprotector y que 5 está constituida por una o varias secuencias de nucleótidos pertenecientes al grupo de i. una secuencia de nucleótidos constituida por la secuencia de nucleótidos codificante de la proinsulina humana SEQ ID NO 1;

ii. una secuencia de nucleótidos que tiene un grado de identidad de al menos el 95% con respecto a la secuencia de i) y codificante de una proteína que mimetiza la actividad de la proinsulina 10 humana y,

iii. una secuencia de nucleótidos que comprende cualquier secuencia perteneciente a i) y/o ii) ;

b. una célula eucariota humana aislada que está modificada y transformada genéticamente mediante la secuencia de nucleótidos de la proinsulina humana SEQ ID NO 1 y comprende el vector de expresión o construcción y puede liberar de forma adecuada la proteína proinsulina al medio extracelular y

c. una proteína o un péptido que presenta actividad neuroprotectora y que comprende una o varias secuencias de aminoácidos pertenecientes al grupo de i. una secuencia de aminoácidos constituida por la secuencia de aminoácidos de la proinsulina humana SEQ ID NO 2;

ii. una secuencia de aminoácidos que tiene un grado de identidad de al menos el 95% con 20 respecto a la secuencia de i) y mimetiza la actividad neuroprotectora de la proinsulina humana y,

iii. una secuencia de aminoácidos que comprende cualquier secuencia perteneciente a i) y/o ii) ;

para la preparación de un medicamento o una composición farmacéutica para la prevención y el tratamiento de retinosis pigmentaria.

2. Uso de un compuesto según la reivindicación 1, en el que el compuesto se administra de manera sostenida 25 de modo que se obtengan niveles de proinsulinemia crónicos de 1-15 pM.

3. Uso de un compuesto según la reivindicación 1, en el que el compuesto se administra por vía intravítrea.

4. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la secuencia de nucleótidos está constituida por SEQ ID NO 1 que codifica la proinsulina humana.

5. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la secuencia de nucleótidos está constituida por una 30 construcción génica que comprende la secuencia de nucleótidos de la proinsulina SEQ ID NO 1.

6. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la secuencia de nucleótidos está constituida por un vector de expresión que comprende una secuencia de nucleótidos o una construcción génica codificante de una proteína proinsulina capaz de inducir neuroprotección.

7. Uso según la reivindicación 6, caracterizado porque el vector de expresión contiene la secuencia de 35 nucleótidos SEQ ID NO 1 y un promotor específico de tejido, preferentemente específico de músculo.

8. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto inductor es la proteína proinsulina humana SEQ ID NO 2.

9. Composición farmacéutica o medicamento para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria, caracterizada porque comprende un compuesto que induce la actividad de proinsulina en una cantidad

terapéuticamente efectiva junto con uno o más adyuvantes y/o vehículos farmacéuticamente aceptables, seleccionándose el compuesto del grupo de a. una secuencia de nucleótidos que permite la expresión de una proteína o péptido neuroprotector y que está formada por una o varias secuencias de nucleótidos pertenecientes al grupo de i. una secuencia de nucleótidos constituida por la secuencia de nucleótidos codificante de la 45 proinsulina humana SEQ ID NO 1,

ii. una secuencia de nucleótidos que tiene un grado de identidad de al menos el 95% con respecto a la secuencia de i) y codificante de una proteína que mimetiza la actividad de la proinsulina humana y,

iii. una secuencia de nucleótidos que comprende cualquier secuencia perteneciente a i) y/o ii) ;

b. una célula eucariota humana aislada que está modificada y transformada genéticamente mediante la secuencia de nucleótidos de la proinsulina humana SEQ ID NO 1 y comprende el vector de expresión o construcción y puede liberar de forma adecuada la proteína proinsulina al medio extracelular y

c. una proteína o un péptido que presenta actividad neuroprotectora y que comprende una o varias secuencias de aminoácidos pertenecientes al grupo de i. una secuencia de aminoácidos constituida por la secuencia de aminoácidos de la proinsulina humana SEQ ID NO 2,

ii. una secuencia de aminoácidos que tiene un grado de identidad de al menos el 95% con 10 respecto a la secuencia de i) y mimetiza la actividad neuroprotectora de la proinsulina humana y,

iii. una secuencia de aminoácidos que comprende cualquier secuencia perteneciente a i) y/o ii) .

10. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, adecuada para mantener una administración sostenida sistémica o local del compuesto inductor de modo que se obtengan niveles de proinsulinemia crónicos de 1-15 pM.

11. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, administrándose la composición por vía intravítrea.

12. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, caracterizada porque la secuencia de nucleótidos está constituida por la SEQ ID NO 1 codificante de proinsulina humana.

13. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, caracterizada porque la secuencia de nucleótidos de la reivindicación 9 a iii) está constituida por una construcción génica que comprende la secuencia de nucleótidos de proinsulina SEQ ID NO 1.

14. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, caracterizada porque la secuencia de nucleótidos de la reivindicación 9 a iii) es un vector de expresión que comprende una secuencia de nucleótidos o una construcción génica codificante de una proteína proinsulina que puede inducir neuroprotección.

15. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 14, caracterizada porque el vector de expresión contiene la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO 1 y un promotor específico de tejido, preferentemente específico de músculo.

16. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, caracterizada porque la secuencia de aminoácidos está constituida por proinsulina humana SEQ ID NO 2.

17. Composición farmacéutica para su uso en el tratamiento de retinosis pigmentaria según la reivindicación 9, caracterizada porque la célula eucariota humana aislada que está modificada y transformada genéticamente mediante la secuencia de nucleótidos de la proinsulina humana SEQ ID NO 1 y comprende el vector de expresión o construcción y puede liberar de forma adecuada la proteína proinsulina al medio extracelular, es una célula del sistema nervioso central.