Un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en:

(a) los aminoácidos 31 a 310 del SEQ ID NO: 2;

(b) los aminoácidos 31 a 395 del SEQ ID NO: 2;

(c) los aminoácidos 1 a 395 del SEQ ID NO: 2;

(d) los aminoácidos 31 a 310 del SEQ ID NO: 2 excepto 20 o menos sustituciones de aminoácidos conservativas por 100 residuos aminoácido;

(e) los aminoácidos 31 a 310 del SEQ ID NO: 2 y hasta cinco aminoácidos en el extremo N y/o el extremo C de dicho polipéptido;

(f) los aminoácidos 31 a 395 del SEQ ID NO: 2 excepto 20 o menos sustituciones de aminoácidos conservativas por 100 residuos aminoácido;

(g) los aminoácidos 31 a 395 del SEQ ID NO: 2 y hasta cinco aminoácidos en el extremo N y/o el extremo C de dicho polipéptido; y

(h) los aminoácidos 1 a 395 del SEQ ID NO: 2 excepto 20 o menos sustituciones de aminoácidos conservativas por 100 residuos aminoácido;

donde dicho polipéptido disminuye la inhibición del crecimiento axonal en neuronas del SNC humano

Homólogos del receptor de Nogo.

Campo de la invención

La invención hace referencia a la neurología y la biología molecular. Más concretamente, la invención se refiere a neuronas del SNC y al crecimiento axonal.

Antecedentes

Entre los mecanismos a través de los cuales las células de un organismo se comunican entre sí y obtienen información y estímulos de su entorno se encuentran las moléculas receptoras de la membrana celular expresadas sobre la superficie celular. Muchos de tales receptores han sido identificados, caracterizados, y a veces clasificados en superfamilias de receptores principales basadas en los motivos estructurales y los rasgos de transducción de la señal. Los receptores son una primera conexión esencial para traducir una señal extracelular a una respuesta fisiológica celular.

Los receptores de las neuronas son particularmente importantes en el desarrollo del sistema nervioso durante la embriogénesis. Las neuronas forman conexiones con las células diana durante el desarrollo a través de la prolongación axonal de las neuronas hacia las células diana en un procedimiento mediado por los receptores. Los axones y las dendritas tienen una región especializada de sus extremos distales conocida como cono de crecimiento. Los conos de crecimiento permiten que la neurona sienta el entorno local a través de un procedimiento mediado por receptores y dirija el movimiento del axón o la dendrita de la neurona hacia la célula diana de la neurona. Este procedimiento es conocido como alargamiento. Los conos de crecimiento pueden ser sensibles a numerosas señales de orientación, por ejemplo, adherencia superficial, factores de crecimiento, neurotransmisores y campos eléctricos. La orientación del crecimiento en el cono depende de diferentes clases de moléculas de adherencia, señales intercelulares, así como factores que estimulan e inhiben los conos de crecimiento.

De manera interesante, las neuronas dañadas no se alargan en el sistema nervioso central (SNC) después de una lesión debida a un trauma o enfermedad, mientras los axones del sistema nervioso periférico (SNP) se regeneran rápidamente. El hecho de que las neuronas del SNC dañadas no consigan alargarse no se debe a la propiedad intrínseca de los axones del SNC, si no más bien al entorno del SNC que no es permisivo para el alargamiento axonal. Los experimentos de injerto clásicos de Aguayo y colaboradores (p. ej., Richardson et al., (1980) Nature 284, 264-265) demostraron que los axones del SNC se pueden alargar de hecho sobre distancias sustanciales dentro de los ejes nerviosos periféricos, y que la mielina del SNC inhibe el alargamiento de los axones del SNC. Por lo tanto, dado el entorno apropiado, los axones del SNC pueden regenerarse, implicando que la lesión axonal del SNC puede ser estudiada mediante la manipulación apropiada del entorno del SNC.

La ausencia de regeneración axonal después de una lesión puede ser atribuida a la presencia de inhibidores del crecimiento axonal. Estos inhibidores están asociados predominantemente con la mielina y constituyen una importante barrera para la degeneración. Los inhibidores del crecimiento axonal se encuentran presentes en la mielina derivada del SNC y en la membrana plasmática de los oligodendrocitos que sintetizan la mielina en el SNC (Schwab et al., (1993) Annu. Rev. Neurosci. 16, 565-595). Los inhibidores asociados con mielina parecen ser un colaborador primario del fracaso de la regeneración de los axones del SNC in vivo después de la interrupción de la continuidad axonal, mientras otros inhibidores del crecimiento del axón no asociados con mielina del SNC pueden jugar un papel menor. Estos inhibidores bloquean la regeneración axonal después de la lesión neuronal debida a trauma, ictus o infección viral.

Se han caracterizado numerosos inhibidores del crecimiento derivados de mielina (véanse, para una revisión, David et al., (1999) documento WO995394547; Bandman et al., (1999) Patente de los Estados Unidos Núm. 5.858.708; Schwab, (1996) Neurochem. Res. 21, 755-761). También han sido descritos diferentes componentes de la materia blanca del SNC, NI35, NI250 (Nogo) y glicoproteína asociada a Mielina (MAG), que tienen actividad inhibidora de la prolongación axonal (Schwab et al., (1990) documento WO90051191; Schawb et al., (1997) Patente de los Estados Unidos Núm. 5.684.133). En particular, Nogo es un inhibidor del crecimiento del axón asociado con mielina de 250 kDa que fue caracterizado originalmente basándose en los efectos de la proteína purificada in vitro y los anticuerpos monoclonales que neutralizan la actividad de la proteína (Schwab (1990) Exp. Neurol. 109, 2-5). El ADNc de Nogo fue identificado primero por medio del análisis al azar de ADNc de cerebro y no se insinuó que tuviera ninguna función (Nagase et al., (1998) DNA Res. 5, 355-364). La identificación de este ADNc de Nogo como el ADNc que codificaba el inhibidor del crecimiento axonal asociado con mielina de 250 kD se ha llevado a cabo sólo recientemente (GrandPre et al., (2000) Nature 403, 439-444; Chen et al., (2000) Nature 403, 434-439; Prinjha et al., (2000) Nature 403, 383-384).

En gran medida, se ha demostrado que Nogo es el componente primario de la mielina del SNC responsable de inhibir el alargamiento y la regeneración axonal. La expresión selectiva de Nogo por los oligodendrocitos y no por la células de Schawn (las células que mielinizan los axones P.S.) coincide con los efectos inhibidores de la mielina del SNC, en contraste con la mielina P.S. (GrandPre et al., (2000) Nature 403, 434-439). En cultivo, Nogo inhibe el alargamiento axonal y ocasiona el colapso del cono de crecimiento (Spillmann et al., (1998) J. Biol. Chem. 272, 19283-19293). Se ha demostrado que los anticuerpos (p. ej., IN-1) contra Nogo bloquean la mayor parte de la acción inhibidora de la mielina del SNC sobre el crecimiento de las neuritas in vitro (Spillmann et al., (1998) J. Biol. Chem. 272:19283-19293). Estos experimentos indican que Nogo es el componente principal de la mielina del SNC responsable de la inhibición del alargamiento axonal en cultivo. Además, in vivo, se ha demostrado que el anticuerpo IN-1 intensifica la regeneración axonal después de una lesión de la médula espinal, dando como resultado la recuperación de comportamientos tales como la ubicación del contacto y la longitud de la zancada (Schnell y Schwab (1990) Nature 343, 260-272; Bregman et al., (1995) Nature 378, 498-501). De este modo, existe una evidencia sustancial de que Nogo es una diana molecular relevante para la enfermedad. Cabría esperar que los agentes que interfieren en la unión de Nogo a su receptor mejoren la regeneración axonal en estados clínicos en los que los axones han sido dañados, y mejoren el rendimiento del paciente.

La modulación de Nogo ha sido descrita como un método para el tratamiento de regeneración de las neuronas dañadas por trauma, infarto y trastornos degenerativos del SNC (Schwab et al., (1994) documento WO9417831; Tatagiba et al., (1997) Neurosurgery 40, 541-546) así como por tumores malignos del SNC tales como el glioblastoma (Schwab et al., (1993) Patente de los Estados Unidos Núm. 5.250.414); Schwab et al., (2000) Patente de los Estados Unidos Núm. 6.025.333).

Se ha sugerido que los anticuerpos que reconocen Nogo son útiles en la diagnosis y el tratamiento de la lesión nerviosa resultante de trauma, infarto y trastornos degenerativos del SNC (Schnell y Schwab, (1990) Nature 343-269-272; Schwab et al., (1997) Patente de los Estados Unidos Núm. 5.684.133). Para los axones del SNC, existe una correlación entre la presencia de mielina y la inhibición de la regeneración del axón a lo largo de grandes distancias (Savio y Schwab (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. 87, 4130-4133; Keirstead et al., (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. 89, 11664-11668). Una vez que Nogo es bloqueado por los anticuerpos, las neuronas pueden extenderse a través de las lesiones causadas por la lesión nerviosa (Schnell y Schwab (1990) Nature 343, 269-272).

NgR1 es un receptor de Nogo que fue identificado escrutando moléculas que interaccionan con los 66 aminoácidos del dominio activo de Nogo, como se describe en el Ejemplo 7 del documento WO0151520, un documento que forma parte del estado de la técnica solamente bajo las disposiciones del Artículo 54(3) EPC.

Compendio de la invención

Se han descubierto los genes que codifican homólogos (NgR2 y NgR3)...

1. Un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en:

donde dicho polipéptido disminuye la inhibición del crecimiento axonal en neuronas del SNC humano.

2. Un polipéptido que comprende una secuencia de aminoácidos seleccionada del grupo que consiste en:

donde dicho polipéptido disminuye la inhibición del crecimiento axonal en neuronas del SNC humano.

3. El polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2 que comprende adicionalmente un polipéptido heterólogo.

4. El polipéptido de la reivindicación 3, donde dicho polipéptido heterólogo se selecciona del grupo que consiste en Fc, Glutation S-transferasa (GST), y una etiqueta de Histidina (etiqueta His).

5. Un polinucleótido que comprende un ácido nucleico que codifica el polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4.

6. El polinucleótido de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente uno o más elementos para el control de la expresión conectado operablemente a dicho ácido nucleico.

7. Un vector que comprende el polinucleótido de una cualquiera de las reivindicaciones 5-6.

8. Una célula anfitriona que comprende el polinucleótido de una cualquiera de las reivindicaciones 5-6 o el vector de la reivindicación 7, donde la célula anfitriona excluye una célula capaz de formar un ser humano.

9. La célula anfitriona de la reivindicación 8, donde dicha célula anfitriona es una célula eucariótica.

10. Un polipéptido receptor de NOGO de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 expresado por la célula anfitriona de la reivindicación 8 o 9.

11. Un anticuerpo o uno de sus fragmentos de unión al antígeno que se unen específicamente a un polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 o 10.

12. El anticuerpo o uno de sus fragmentos de la reivindicación 11, donde dicho anticuerpo o uno de sus fragmentos de unión al antígeno se seleccionan del grupo que consiste en un anticuerpo policlonal, un anticuerpo monoclonal, un anticuerpo humanizado y un anticuerpo humano.

13. Una composición que comprende el polinucleótido de una cualquiera de las reivindicaciones 5-6, el vector de la reivindicación 7, el polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 o 10, o el anticuerpo de la reivindicación 11 o la reivindicación 12, y un portador.

14. Un método in vitro de disminución de la inhibición del crecimiento axonal de una neurona del SNC que comprende poner en contacto una neurona con el polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 o 10 o el anticuerpo de la reivindicación 11 o la reivindicación 12.

15. El uso del polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 o 10 o el anticuerpo de la reivindicación 11 o la reivindicación 12 para la preparación de una composición farmacéutica para modular la inhibición del crecimiento axonal.

16. El uso del polipéptido de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 o 10 o el anticuerpo de la reivindicación 11 o la reivindicación 12 para la preparación de una composición farmacéutica para tratar una enfermedad, trastorno o lesión del sistema nervioso central (SNC) en un mamífero, donde dicha enfermedad, trastorno, o lesión del SNC se selecciona del grupo que consiste en lesión cerebral, lesión de la médula espinal, ictus, o una enfermedad desmielinizante.

17. El uso de la reivindicación 15 o 16, donde dicha composición farmacéutica comprende adicionalmente un portador.

18. El uso de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, donde dicha composición farmacéutica se formula para la administración por una ruta seleccionada del grupo que consiste en administración parenteral, administración subcutánea, administración intravenosa, administración transmucosal, administración intradérmica, y administración transdérmica.

19. El uso de la reivindicación 16, donde dicha enfermedad desmielinizante se selecciona del grupo que consiste en esclerosis múltiple, desmielinización monofásica, encefalomielitis, leucoencefalopatía multifocal, panencefalitis, enfermedad de Marchiafava-Bignami, degeneración Esponjiforme, enfermedad de Alexander, enfermedad de Canavan, leucodistrofia metacromática, y enfermedad de Krabbe.