PÉPTIDO YY (PYY) PARA TRATAR TRASTORNOS METABÓLICOS DE LA GLUCOSA.

Un método in vitro para inducir, potenciar, recuperar o mantener la sensibilidad a glucosa de células o islotes pancreáticos que comprende poner en contacto células o islotes pancreáticos con un péptido YY (péptido PYY),

en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácido nucleico que hibrida bajo condición rigurosa, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos idéntica el 70% a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3

Campo de la invención

La invención se refiere a usos para tratar trastornos metabólicos de la glucosa (por ejemplo, intolerancia a la glucosa, resistencia a insulina, hiperglucemia, hiperinsulinemia y diabetes mellitus de tipo II). Las terapias se basan en el descubrimiento de que el PYY induce sensibilidad a glucosa en islotes pancreáticos fetales y adultos. Antecedentes de la invención

La diabetes es una de las enfermedades crónicas más frecuentes en los Estados Unidos y una causa importante de muerte, afectando a más de 400 millones de diabéticos en el mundo hoy en día. Los cálculos aproximados basados en la Encuesta nacional de entrevistas de salud de 1993 (NHIS) indican que la diabetes se ha diagnosticado en el 1% de la población de EE.UU. de edad <45 años, el 6,2% de aquellos tienen 45-64 años, y el 10,4% de aquellos tienen >65 años. A partir de 1995, una estimación de 8 millones de personas en los Estados Unidos refirió tener esta afección crónica.

Se ha estimado que el coste total de la diabetes en los Estados Unidos es 92$ billones anuales, que incluye gastos de productos médicos, hospitalización y el valor de trabajo perdido. Los costes sustanciales tanto a la sociedad como a sus ciudadanos son incurridos no sólo por los costes directos de cuidados médicos para la diabetes, sino también por los costes indirectos que incluyen productividad perdida resultante de morbididad relacionada con la diabetes y mortalidad prematura. Las personas con diabetes están en riesgo de complicaciones importantes que incluyen cetoacidosis diabética, enfermedad renal terminal, retinopatía diabética y amputación. También hay una gran cantidad de afecciones directamente menos relacionadas tales como hipertensión, enfermedad cardiaca, enfermedad vascular periférica e infecciones, para las que las personas con

diabetes tienen un riesgo sustancialmente elevado.

La diabetes mellitus es un grupo heterogéneo de enfermedades metabólicas que conducen a elevación crónica de la glucosa en la sangre (hiperglucemia). La diabetes se caracteriza por la destrucción de islotes pancreáticos o disfunción que conduce a la pérdida de la regulación de la glucosa. Los dos tipos principales de diabetes mellitus son tipo I, también conocida como "diabetes dependiente de insulina" ("IDDM") o "diabetes de aparición juvenil", y tipo II, también conocida como "no dependiente de insulina" ("NIDDM") o "diabetes de aparición en la madurez".

La IDDM resulta de una destrucción autoinmunitaria de células β pancreáticas con la consiguiente pérdida de la producción de insulina, que produce hiperglucemia. Los diabéticos de tipo I requieren terapia de sustitución de insulina para garantizar la supervivencia. Mientras que medicaciones tales como insulina inyectable e hipoglucemiantes orales permiten que los diabéticos vivan más, la diabetes sigue siendo la tercera causa de muerte más importante, después de enfermedad cardiaca y cáncer. Sin embargo, estas medicaciones no controlan suficientemente bien los niveles de azúcar en sangre para evitar la oscilación entre niveles altos y bajos de azúcar en sangre, produciendo lesión de los riñones, los ojos y los vasos sanguíneos. Los datos del Ensayo de control y de complicaciones de diabetes (DCCT) muestran que el intenso control de la glucosa en sangre retrasa significativamente complicaciones de la diabetes tales como retinopatía, nefropatía y neuropatía en comparación con la terapia convencional que consiste en una o dos inyecciones de insulina al día. La terapia intensiva en el DCCT incluyó inyección múltiple de insulina tres o más veces por día o infusión de insulina subcutánea continua (CSII) por bomba externa. Las bombas de insulina son una de una variedad de soluciones alternativas a las inyecciones diarias múltiples subcutáneas (MDI) para solucionar la sustitución fisiológica de insulina.

La diabetes de tipo II se caracteriza por hiperglucemia en presencia de niveles superiores a los normales de insulina en plasma (hiperinsulinemia) y representa más del 90% de todos los casos y casi siempre se produce en adultos con sobrepeso de más de 40 años. La progresión de la diabetes de tipo II está asociada a aumento de las concentraciones de glucosa en sangre acoplado a una disminución relativa en la tasa de secreción de insulina inducida por glucosa. En la diabetes de tipo II se cree que los procesos de tejido que controlan el metabolismo de los carbohidratos tienen una disminución de la sensibilidad por la insulina y, por tanto, no se producen a partir de una falta de producción de insulina, sino de una disminución de la sensibilidad por aumentar los niveles de glucosa en la sangre y una incapacidad para responder produciendo insulina. Alternativamente, la diabetes puede resultar de diversos defectos en la maquinaria molecular que median en la acción de insulina sobre sus células diana, tal como una falta de receptores de insulina en sus superficies celulares. Por tanto, el tratamiento de la diabetes de tipo II no requiere frecuentemente la administración de insulina, pero puede basarse en cambios de dieta y de estilo de vida, aumentada por la terapia con agentes hipoglucemiantes orales tales como, por ejemplo, sulfonilurea.

La porción endocrina del páncreas está compuesta por los islotes de Langerhans, que aparecen como grupos redondeados de células de islotes incorporadas dentro del páncreas exocrino. Cuatro tipos de células de islotes componen la porción endocrina del páncreas: (1) células alfa (), que constituyen el 20% de las células de islotes, que secretan glucagón, una hormona que aumenta los niveles de azúcar en sangre; (2) células beta (), que secretan insulina, una hormona que reduce los niveles de azúcar en sangre; (3) células delta (), que secretan hormona inhibidora de la hormona de crecimiento (GHIH) o somatostatina, una hormona que inhibe la secreción de insulina y glucagón; y (4) células , o células de

polipéptido pancreático (PP), que sintetizan polipéptido pancreático. El glucagón actúa sobre varios tejidos para poner a disposición energía en los intervalos entre las comidas. En el hígado, el glucagón produce la rotura del glucógeno y promueve la gluconeogénesis a partir de precursores de aminoácidos. El polipéptido pancreático inhibe la secreción exocrina pancreática de bicarbonato y enzimas, produce la relajación de la vesícula biliar y disminuye la secreción de bilis. Se sabe que la insulina produce el almacenamiento de nutrientes en exceso que se producen durante y poco después de comer. Los principales órganos diana para la insulina son el hígado, el músculo y los órganos adiposos especializados para el almacenamiento de energía.

La célula más abundante en los islotes, que constituyen el 60-80% de las células, es la célula β productora de insulina. Las células β del páncreas fetal humano son diferentes de las células β pancreáticas adultas porque liberan poca o ninguna insulina en respuesta a glucosa (véase, por ejemplo, Tuch, B.E. y col. (1992) J. Endocrin. 132:159-67). Esto se ha observado tanto en seres humanos como en roedores, y la respuesta a insulina retardada se parece a la glucosa observada en pacientes con diabetes de tipo II o insulinoma maligno. (Hellerström y Swenne (1991) Diabetes 40(2):89-93; Tuch y col., anteriormente). No se cree que la incapacidad de las células β fetales para producir insulina en respuesta a glucosa sea debida a una incapacidad para procesar precursores de insulina. Las células β humanas adultas sintetizan preproinsulina y convierten ésta en proinsulina (hPI) en el retículo endoplásmico. Después de esto, la hPI se disocia en insulina y péptido C mediante una ruta regulada en los gránulos secretores. La tasa de conversión de hPI en la célula β adulta es alta, produciendo una baja relación de hPI:insulina en lo que respecta tanto al contenido como a la secreción (Gold y col. (1981) Diabetes 30:77-82). Esto también se observa para células β fetales, sugiriendo que la

inmadurez de las células β no es debida a diferencias en el almacenamiento y la liberación de proinsulina (Tuch y col., anteriormente). La liberación aguda de tanto hPI como de insulina de la célula β fetal en respuesta a un aumento en Ca2+ y cAMP sugiere que la célula libera sus productos secretores mediante una ruta regulada, en vez de una constitutiva (Rhodes y Halban (1987) J. Cell Biol. 105:14553).

Se cree que la falta de sensibilidad a glucosa...

1. Un método in vitro para inducir, potenciar, recuperar o mantener la sensibilidad a glucosa de células o islotes pancreáticos que comprende poner en contacto células o islotes pancreáticos con un péptido YY (péptido PYY), en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácido nucleico que hibrida bajo condición rigurosa, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos idéntica el 70% a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.

2. Un método in vitro para identificar un agonista de PYY que comprende administrar a un islote o célula pancreático/a una cantidad eficaz de un agente y comparar la respuesta celular al agente con la respuesta celular a PYY, en el que PYY está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.

3. Método de la reivindicación 2 que comprende además cribar una biblioteca de ADN.

4. Método de la reivindicación 2, en el que el agonista se produce naturalmente.

5. Uso de una composición que comprende un péptido PYY para la preparación de una composición farmacéutica para tratar una enfermedad asociada a metabolismo alterado de la glucosa, en el que el péptido PYY produce maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácido nucleico que hibrida bajo condiciones

rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.

6. Uso de la reivindicación 5, en el que la enfermedad se selecciona de resistencia a insulina, intolerancia a la glucosa, falta de sensibilidad a la glucosa, hiperglucemia, obesidad, hiperlipidemia, hiperlipoproteinemia o diabetes mellitus.

7. Uso de la reivindicación 6, en el que la enfermedad es diabetes mellitus de tipo I o de tipo II.

8. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las células pancreáticas incluyen células exocrinas.

9. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las células pancreáticas incluyen células endocrinas.

10. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las células pancreáticas incluyen células , β, 

o .

11. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la administración del péptido PYY hace que las células o islotes pancreáticos sean sensibles a glucosa.

12. Método de la reivindicación 11, en el que dichas células o islotes sensibles a glucosa producen insulina cuando se tratan con glucosa.

13. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la célula o islote pancreático es un islote o

célula fetal o posparto.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la célula o islote pancreático se trata adicionalmente con un inhibidor de dipeptidilpeptidasa, insulina o GLP-1.

15. Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la composición farmacéutica va a administrarse conjuntamente tanto simultánea, secuencial como por separado con un inhibidor de dipeptidilpeptidasa, insulina o GLP-1.

16. Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 ó 15, en el que la composición farmacéutica es adecuada para administración sistémica.

17. Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, 15 ó 16, en el que la composición farmacéutica es adecuada para administración por vía oral, bucal, sublingual, parenteral, nasal, tópicamente, rectalmente o vaginal.

18. Uso de la reivindicación 17, en el que la administración parenteral es por inyección subcutánea.

19. Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 ó 15 a 17, en el que la composición farmacéutica está en forma de un comprimido, cápsula, inyección, aerosol, spray, loción, pomada, polvo, gota o supositorio.

20. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 u 8 a 14 o el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 ó 16 a 20, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos 80%, 85%, 90% o 95% idéntica a SEQ ID NO: 2.

21. Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 u 8 a 14 o el uso de una cualquiera de las reivindicaciones

5 a 7 ó 15 a 19, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos correspondiente a SEQ ID NO: 3.

22. Un islote o célula β funcionalmente maduro generado en cultivo celular poniendo en contacto células sin diferenciar de un animal con un péptido PYY, en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácidos nucleicos que se hibrida bajo condiciones rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos que es al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.

23. Célula de la reivindicación 22, en la que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos el 80%, 85%, 90% o 95% idéntica a SEQ ID NO: 2.

24. Célula de la reivindicación 22, en la que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos correspondiente a SEQ ID NO: 3.

25. Célula de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, en la que la célula de islotes β maduros secreta insulina en respuesta a glucosa.

26. Un animal no humano transgénico en el que las rutas inductivas de PYY son inhibidas en uno o más tejidos de dicho animal por la interrupción de un gen que codifica un péptido PYY, en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácidos nucleicos que hibrida bajo

condiciones rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos que es al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.

27. Un péptido PYY para uso en el tratamiento de una enfermedad asociada al metabolismo alterado de la glucosa, en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácidos nucleicos que hibrida bajo condiciones rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos que es al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2,

o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.

28. Péptido PYY de la reivindicación 27, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos 80%, 85%, 90% o 95% idéntica a SEQ ID NO: 2.

29. Péptido PYY de la reivindicación 27, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos correspondiente a SEQ ID NO: 3.