Uso de una molécula nucleotídica que codifica un polipéptido de Futrina 1 para la preparación de una composición farmacéutica para activación de la cascada de señalización Wnt

Composiciones para diagnosis y terapia de enfermedades asociadas con la expresión aberrante de futrinas (R-Espondinas) y/o Wnt.

La presente invención se refiere a composiciones útiles para la diagnosis y terapia de enfermedades asociadas con la expresión aberrante de los genes que codifican las proteínas Futrina 1, 2, 3 y/o 4 (=R-Espondina 2, 3, 1 y 4, respectivamente). Estas enfermedades incluyen tumores de v.g. la mama, el ovario, hígado, útero, cérvix, colon, pulmón, ovario, recto, testículo, páncreas, huesos y piel, así como enfermedades que implican músculo, hueso, metabolismo de lípidos y glucosa, y obesidad. La presente invención se refiere también a una composición farmacéutica que contiene un compuesto que es capaz de modificar (a) la expresión del gen que codifica Futrina 1, 2, 3 y/o 4 o (b) la actividad de Futrina 1, 2, 3 y/o 4.

La cascada de señalización Wnt juega un papel crucial en lo que respecta a la regulación de la supervivencia, proliferación y diferenciación de las células durante la embriogénesis, y el adulto como se muestra, v.g., en Drosophila, Xenopus y ratones (Nusse y Varmus, Cell 69 (1992), 1073-1087). Los genes Wnt codifican glicoproteínas secretoras que activan una cascada de señalización bien caracterizada por la vía de un receptor Wnt denominado "frizzled" (ensortijado).

La cascada de señalización Wnt y sus componentes juegan también un papel importante en diversas enfermedades, lo que hace deseable modular su actividad:

i) Cáncer

La tumorigénesis representa un proceso multietápico complejo en el cual se cree que cambios genéticos y factores ambientales desregulan los procesos celulares que controlan la proliferación y diferenciación de las células. Varios estudios indican que una cascada de señalización Wnt aberrante está implicada en el desarrollo de cáncer de colon, cáncer de mama y melanoma (Pfeifer, Science, 275 (1997), 1752-1753; Polakis, Genes Dev. 14 (2000), 1837-1851). El primer gen codificante de una proteína de la cascada de señalización Wnt, int-1, fue aislado del virus del tumor mamario del ratón (MMTV) y pudo demostrarse que se trata de un oncogén. Por consiguiente está bien establecido que una regulación aberrante de la actividad Wnt y/o componentes de la cascada de señalización Wnt aguas abajo de la señal Wnt, v.g., beta-catenina y APC, están implicadas en la tumorigénesis.

ii) Enfermedad ósea

Las señales Wnt promueven la formación de hueso (v.g. Yang, Development, 130 (2003), 1003-15; Fischer, J. Biol. Chem. 277 (2002) 30870-30878). Coherentemente con esta idea, una mutación de aumento de función del receptor Wnt LRP5 causa enfermedad grave de los huesos (Boyden, et al., 346 (2002) N Engl J Med, 1513-21.; Little, et al., 70 (2002) Am J Hum Genet, 11-9.). Inversamente, la desactivación de las mutaciones en LRP5 conduce a un síndrome de osteoporosis-pseudoglioma en humanos (Kato, et al., 157 (2002) J Cell Biol, 303-14.; Gong, et al., 107 (2001) Cell, 513-23.).

iii) Enfermedad oftálmica

La desactivación de la mutación en el receptor Wnt LRP5 conduce a pseudoglioma en humanos y malformaciones de los ojos en los ratones (Mato, et al., 157 (2002) J Cell Biol 303-314; Gong, et al., 107 (2001) Cell, 513-523).

iv) Riñón

La señalización aberrante Wnt está implicada en la fibrosis renal (Surendran, Am J Physiol Renal Physiol 282 (2002) 431-441) y la enfermedad de riñón poliquístico (Saadi-Kheddouci, Oncogene 20 (2001) 5972-5981).

v) Metabolismo de lípidos y glucosa, obesidad

La deficiencia del receptor Wnt LRP5 en los ratones conduce a niveles incrementados de colesterol en plasma en los ratones alimentados con una dieta rica en grasa, debido al aclaramiento hepático reducido de los residuos de quilomicrones. Adicionalmente, cuando se alimentan con una dieta normal, los ratones deficientes en LRP5 exhiben una tolerancia notablemente empeorada a la glucosa (Fujino, et al., 100 (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 229-234.) La administración del antagonista de LRP5 Dkk1 a los ratones reduce la absorción de glucosa en diversas líneas de células y disminuye la deposición de grasa (WO 02/066509).

Está claro por consiguiente, partiendo de lo anterior, que el camino de señalización Wnt está implicado en una diversidad de enfermedades humanas. Sin embargo, están insuficientemente disponibles medios para la terapia o diagnosis de las enfermedades asociadas con una cascada de señalización Wnt disregulada. Por ello, el uso de marcadores moleculares fiables de diagnóstico sería útil para una comprensión de la base molecular de las enfermedades asociadas con una cascada de señalización Wnt aberrante. Puede esperarse que tales marcadores sean también útiles para terapia y para el desarrollo de nuevas vías terapéuticas para tratamiento de las enfermedades dependientes de la cascada de señalización Wnt, como se ha detallado arriba.

Así pues, el problema técnico que subyace en la presente invención es proporcionar medios para diagnosis y terapia de enfermedades asociadas con una cascada de señalización Wnt aberrante.

La solución a dicho problema técnico se obtiene por la provisión de las realizaciones caracterizadas en las reivindicaciones.

Durante los experimentos que condujeron a la presente invención, pudieron identificarse 4 genes, Futrina 1, 2, 3, y 4, cuyos productos son moduladores del camino Wnt. Futrina 2 se identificó previamente como hPWTSR (Chen et al., 29 (2002), Mol. Biol. Rep. 287-292), una proteína de papel o función anteriormente desconocido, expresada en numerosos tipos de células. Adicionalmente, la Futrina humana 1, 2, 3 y 4 fueron descritas como Polipéptidos Semejantes a Factores del Crecimiento de las Células Madre, que son capaces de promover proliferación de las células madre hematopoyéticas (WO-A-01/77169; WO-A-01/07611).

En la presente invención, se demuestra por primera vez lo que sigue: 1) las Futrinas intensifican la señalización Wnt y esto tiene relevancia fisiológica dado que la inhibición de Futrina 1 ó 2 da como resultado la inhibición de la cascada de señalización Wnt (señalización Wnt/ß-catenina). Estos datos demuestran que las Futrinas pueden considerarse como moduladores Wnt. La Futrina 1 (Rspo2) es coexpresada con y regulada positivamente por las señales Wnt y tiene efectos sinérgicos con Wnt para activar ß-catenina. El análisis de la interacción funcional con los componentes del camino Wnt/ß-catenina sugiere que Rspo2 funciona extracelularmente al nivel de la interacción receptor-ligando. Experimentos con morfolino antisentido en embriones de Xenopus y experimentos de RNAi en células HeLa revelaron que Rspo2 es necesaria para la señalización Wnt/ß-catenina. En embriones de Xenopus empobrecidos en Rspo2, los marcadores musculares myoD y myf5 no pueden activarse y el desarrollo muscular posterior resulta deteriorado. Los resultados indican que Rspo2 es un nuevo activador de la cascada Wnt/ß-catenina. Así, las Futrinas como Rspo2 (Futrina 1) son útiles para la diagnosis y el desarrollo de terapias para enfermedades mediadas Wnt-LRP, con inclusión, pero sin carácter limitante, de la supresión de tumores, formación de hueso, metabolismo de colesterol y glucosa (con inclusión de la diabetes), obesidad, enfermedad renal y enfermedad oftálmica. 2.) Dado que los datos obtenidos demuestran que se requiere Futrina 1 para la formación de músculo, Futrina 1 es útil para la diagnosis y el desarrollo de terapias para enfermedades relacionadas con los músculos, con inclusión de la regeneración muscular. 3.) Los datos demuestran que las Futrinas se expresan aberrantemente en una diversidad de tumores humanos. Así pues, las Futrinas son útiles para la diagnosis de tumores y el desarrollo de terapias del cáncer. Por ejemplo, se ha encontrado que en la mayoría de los tumores, la expresión de Futrinas 1-3 está reducida radicalmente (colon, estómago, pulmón, tumores de recto para Futrina 1, mama, ovario, vejiga, útero, cérvix, tumores de recto para Futrina 2, tumores de útero y cérvix para Futrina 3). En un pequeño número de casos, la expresión de Futrina 1-3 está regulada en sentido creciente (un caso de tumor de estómago para Futrina 1 y 2, tumor de ovario para Futrina 3). Futrina 4 exhibe un nivel muy bajo de expresión en la mayoría de los tejidos estudiados, excepto en el ovario.

Así pues, la inhibición...

1. Uso de una molécula nucleotídica que codifica un polipéptido de Futrina 1 para la preparación de una composición farmacéutica para activación de la cascada de señalización Wnt.

2. Uso de un ligando que se fija específicamente a una molécula de polipéptido o ácido nucleico de Futrina 1 que codifica un polipéptido de Futrina 1 para la preparación de una composición farmacéutica para inhibición de la cascada de señalización Wnt, en donde el ligando es un anticuerpo.

3. Uso de un ligando que se fija específicamente a una molécula de polipéptido o ácido nucleico de Futrina 1 que codifica un polipéptido de Futrina 1 para la preparación de una composición farmacéutica para inhibir la cascada de señalización Wnt, en donde el ligando es una molécula de nucleótido que se hibrida a un ácido nucleico de Futrina 1.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 para soportar procesos regenerativos.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 para promover el crecimiento de músculo.

6. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, para modular la formación de hueso.