Composición para la prevención o el tratamiento de la diabetes mellitus.

La presente invención se encuentra dentro del campo de la biomedicina. Específicamente, se refiere a una composición que comprende el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEOFR1) y a su uso para la elaboración de un medicamento. La presente invención ofrece una respuesta al problema de la pérdida de función y/o masa de las células beta pancreáticas en la diabetes mellitus

Composición para la prevención o el tratamiento de la diabetes mellitus.

La presente invención se encuentra dentro del campo de la biomedicina. Específicamente, se refiere a una composición que comprende el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEGFR1) y a su uso para la elaboración de un medicamento. La presente invención ofrece una respuesta al problema de la pérdida de función y/o masa de las células beta pancreáticas en la diabetes mellitus.

Estado de la técnica anterior

La diabetes mellitus es un grave problema sanitario tanto por la prevalencia de la enfermedad como por las graves complicaciones crónicas que desarrollan los pacientes. Un aspecto central en el desarrollo de la diabetes es la reducción en el número de células beta pancreáticas productoras de insulina, y la incapacidad para producir suficiente insulina para mantener la normoglucemia. En el caso de la diabetes tipo 1, la destrucción progresiva de las células beta da lugar a una reducción en términos absolutos de la masa beta. En la diabetes tipo 2, la función y masa de las células beta es insuficiente. Además, hay un aumento en la demanda de insulina generado por la resistencia a la insulina.

Una de las aproximaciones terapéuticas más prometedoras para el tratamiento de la diabetes es el trasplante de islotes pancreáticos. Una de las limitaciones más importantes que impiden la aplicación generalizada de esta terapia es la insuficiente cantidad de islotes disponibles para trasplantar. Una vía alternativa para superar el déficit de islotes es la generación de células productoras de insulina mediante la estimulación de la replicación de los islotes o la inducción de diferenciación a partir de precursores pluripotenciales. Es posible inducir la proliferación de los islotes pancréaticos in vitro, sin embargo, el incremento de la proliferación a menudo está asociada a la desdiferenciación de las células beta pancreáticas que pierden la capacidad de producir insulina. Durante las cuatro últimas décadas, varios estudios han señalado que el páncreas posee un reservorio de células troncales y/o progenitoras con capacidad para dar lugar a células con un fenotipo de célula beta secretora de insulina (Zhang et al. J Cell Mol Med. 2005; 9:331-334; Soria et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005; 289:G177-G180). Uno de los factores reguladores de la proliferación y diferenciación de las posibles células troncales o progenitoras pancreáticas es el factor del crecimiento endotelial vascular (VEGF) liberado por las células del endotelio vascular (Lammert et al. 2001. Science. 294:564-567; Lammert et al. 2003. Curr Biol. 13:1070-1074).

Se ha demostrado que el VEGF es un regulador esencial en la vascularización de los islotes y en la revascularización de los islotes trasplantados (Brissova et al. Diabetes. 2006; 55:2974-2985). El modelo propuesto es que las células beta pancreáticas mediante la liberación de VEGF atraen a las células endoteliales que expresan el receptor de tipo 2 del VEGF (VEGFR2) y actúan a través de la vía PI3K-Akt (Fujio et al. J Biol Chem. 1999; 274:16349-16354). A continuación, estas células forman una membrana basal en tomo a las células endocrinas, la cual contiene laminina, fibronectina y colágeno IV. Finalmente, estas señales endoteliales promueven la proliferación celular y la expresión del gen de la insulina (Nikolova et al. Developmental Cell. 2006; 10:397-405). Este modelo está corroborado por hallazgos que demuestran que la presencia de VEGF incrementa casi al doble la masa de células beta y el contenido de insulina en islotes humanos y de ratones (Lai et al. Transplantation. 2005; 79:1530-1536).

El receptor para el VEGF de tipo 1 (VEGFR1) es también esencial en la regulación de la angiogénesis (Fong et al. Nature. 1995; 376:66-70). El ratón knock-out para VEGFR1 muere intraútero debido al sobrecrecimiento de células endoteliales y a la desorganización vascular (Fong et al. Development. 1999; 126:3015-3025; Kearney et al. Blood. 2002; 99:2397-2407). Los estudios in vivo con el ligando específico para VEGFR1, conocido como factor de crecimiento placentario (PIGF), sugieren que el VEGFR1 puede estar desempeñando un papel dual en el control de la angiogénesis, siendo capaz de promoverla o inhibirla dependiendo del contexto (Luttun et al. Nat Med. 2002; 8:831-840; Shih et al. J Clin Invest. 2003; 112:50-57).

La complejidad de la ruta de señalización del VEGF queda también de manifiesto ante la existencia de diferencias entre los efectos observados in vitro o in vivo. Por ejemplo, el ratón knock out para VEGF-A (específicamente en célula beta pancreática) muestra in vivo una disminución de la secreción de insulina, mientras que en los islotes aislados, la secreción de insulina se encuentra aumentada (Iwashita et al. Diabetologia. 2007; 50: 380-389).

Explicación de la invención

La presente invención se refiere a una composición que comprende el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEGFR1) y a su uso para la elaboración de un medicamento. La presente invención ofrece una respuesta al problema de la pérdida de función y/o masa de las células beta pancráticas en la diabetes mellitus.

En primer lugar, la co-adición del VEGF junto con el anticuerpo de su receptor de tipo 1 (anti-VEGFR1) al cultivo in vitro de islotes pancreáticos murinos y humanos tiene como consecuencia un incremento en la proliferación celular; así como un aumento de la sensibilidad a los niveles de glucosa, es decir, una mayor secreción de insulina a un menor estímulo de elevación de la glucosa. La co-adición del VEGF junto con el anticuerpo anti-VEGFR1 tiene un efecto sinérgico con respecto a la adición de cada uno de los componentes por separado. Por otra parte, la administración in vivo de VEGF junto con el anticuerpo anti-VEGFR1 aumenta significativamente la proliferación y la secreción de insulina en respuesta a concentraciones estimulatorias de glucosa y la sensibilidad a la glucosa de los islotes pancreáticos murinos y humanos.

Por tanto, un primer aspecto de la invención se refiere a una composición (de ahora en adelante, composición de la invención) que comprende el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEGFR1).

El VEGF es un factor de crecimiento con actividad mitogénica para las células endoteliales; es miembro de la súper familia de genes VEGF-PDGF que incluye al VEGF-A, -B, -C, -D y -E, así como al factor de crecimiento de placenta (PIGF) (Shibuya. Cell Struct Funct 2001, 26: 25-35; Dvorak. J Thromb Haemost 2005, 3: 1835-1842; Veikkola et al. Cancer Res 2000, 60: 203-212). VEGF-A es el miembro principal y más estudiado de esta familia de genes. En seres humanos, está codificado por un único gen organizado en ocho exones separados por siete intrones. Hasta el momento se han reportado seis isoformas del VEGF en seres humanos, que contienen 121, 145, 165, 183,189 y 206 residuos de aminoácidos, generados como resultado del procesamiento alternativo del RNAm, y que se conocen con el nombre de isoformas VEGF-A 121, VEGF-A 145, VEGF-A 165, VEGF-A 183, VEGF-A 189 y VEGF-A 206, respectivamente (Ferrara et al. Nat Med 2003, 9: 669-676; Partanen y Paavonen. Microsc Res Tech 2001, 55: 108-121). En ratón, se conocen cuatro isoformas del VEGF-A, que contienen 120, 144, 164 y 188 aminoácidos y que se conocen con el nombre de isoformas VEGF-A 120, VEGF-A 144, VEGF-A 164 y VEGF-A 188. El VEGFA-164 se considera la isoforma de ratón equivalente a la isoforma VEGF-165 de seres humanos, dado que existe una identidad de aproximadamente el 90% entre ambos.

Los términos "factor de crecimiento de endotelio vascular", "VEGF" o "VEGF-A", tal y como se utilizan en la presente descripción, se refieren a cualquiera de las proteínas generadas como resultado del procesamiento alternativo del RNAm del gen VEGF-A o a cualquier variante de las mismas. Este término incluye, por tanto, cualquiera de las proteínas VEGF-A 121, VEGF-A 145, VEGF-A 165, VEGF-A 183, VEGF-A 189 o VEGF-A 206, generadas como resultado del procesamiento alternativo del RNAm del gen VEGF-A humano (número de acceso del Genebank: NG008732; SEQ ID NO: 1), o cualquier variante de las mismas. Este término incluye... [Seguir leyendo]

1. Composición que comprende el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEGFR1).

2. Composición según la reivindicación 1 donde el VEGF es el VEGF-A 165 humano o una variante del mismo.

3. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 donde el VEGF es el VEGF-A 164 de ratón o una variante del mismo.

4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 donde el agente inhibidor del VEGFR1 es un anticuerpo del VEGFR1.

5. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para la elaboración de un medicamento.

6. Uso de la composición según la reivindicación 5 para la elaboración de un medicamento de terapia celular somática.

7. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6 para la elaboración de un medicamento para la prevención o el tratamiento de la diabetes mellitus.

8. Preparación combinada que comprende, al menos, el VEGF o una variante del mismo y un agente inhibidor del VEGFR1 para su uso por separado, simultáneo ó secuencial para la elaboración de un medicamento.

9. Preparación combinada según la reivindicación 8 donde el VEGF es el VEGF-A 165 humano o una variante del mismo.

10. Preparación combinada según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9 donde el VEGF es el VEGF-A 164 de ratón o una variante del mismo.

11. Preparación combinada según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 donde el agente inhibidor del VEGFR1 es un anticuerpo anti-VEGFR1.

12. Uso de la preparación combinada según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 para la elaboración de un medicamento de terapia celular somática.

13. Uso de la preparación combinada según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 para la elaboración de un medicamento para la prevención o el tratamiento de la diabetes mellitus.

14. Composición farmacéutica que comprende una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

15. Composición farmacéutica que comprende una preparación combinada según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11.

16. Composición farmacéutica según cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15 que comprende además un vehículo farmacéuticamente aceptable.

17. Composición farmacéutica según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16 que comprende además otro principio activo.

18. Procedimiento para preparar la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende disponer conjuntamente el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEGFR1).

19. Procedimiento según la reivindicación 18 donde el VEGF es el VEGF-A 165 humano o una variante del mismo.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 ó 19 donde el VEGF es el VEGF-A 164 de ratón o una variante del mismo.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20 donde el agente inhibidor del VEGFR1 es un anticuerpo del VEGFR1.

22. Método de cultivo celular in vitro caracterizado porque una o más células aisladas se disponen, de manera simultánea o secuencial, en un medio de cultivo que comprende, el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) o una variante del mismo y un agente inhibidor de su receptor de tipo 1 (VEGFR1).

23. Método de cultivo celular in vitro según la reivindicación 22 donde el VEGF es el VEGF-A 165 humano o una variante del mismo.

24. Método de cultivo celular in vitro según cualquiera de las reivindicaciones 22 ó 23 donde el VEGF es el VEGF-A 164 de ratón o una variante del mismo.

25. Método de cultivo celular in vitro según cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24 donde el agente inhibidor del VEGFR1 es un anticuerpo del VEGFR1.

26. Método de cultivo celular in vitro según cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25 donde la célula o las células aisladas es o son células beta pancreáticas.