Un polipéptido aislado, en el que dicho polipéptido consiste en una secuencia de un polipéptido que tiene una homología de al menos 90% con la Secuencia ID NO:

1, en el que la Secuencia ID NO:1 es una región de la catepsina S.

Campo de la invención

Esta solicitud se refiere a métodos para el tratamiento de trastornos y enfermedades relacionadas con la angiogénesis, y a composiciones para su uso en dichos métodos.

Antecedentes de la invención

La angiogénesis, el desarrollo de microvasculatura, es un proceso integral dentro de muchos procesos fisiológicos normales, tales como el desarrollo normal y la curación de heridas. La angiogénesis se caracteriza por la estimulación de células endoteliales para que formen vasos sanguíneos primarios en los que existe una compleja interacción no aclarada entre las células endoteliales, el microentorno circundante y una gama de factores pro-y antiangiogénicos. Sin embargo, se acepta que una angiogénesis descontrolada o inapropiada es un factor subyacente a la patología de una amplia gama de enfermedades, incluyendo el avance de tumores y la enfermedad ocular.

Neovascularización ocular patológica

Se considera que una angiogénesis no regulada en el ojo es la causa principal de la ceguera en una amplia gama de trastornos, que incluyen el rechazo de injertos corneales, la neovascularización tras una lesión o una infección, la retinopatía diabética, la fibroplasia retrolenticular y el glaucoma neovascular.

Se ha demostrado que ciertas moléculas, tales como el factor del crecimiento endotelial vascular (VEGF), desempeñan un papel decisivo en la estimulación de la angiogénesis y, en efecto, se ha establecido el secuestro de esta molécula utilizando anticuerpos como estrategia terapéutica para la prevención de la angiogénesis patológica.

Sin embargo, también se ha demostrado que otras proteínas, tales como la catepsina S, están sobrerreguladas en los sitios angiogénicos.

La catepsina S (Cat S) es un miembro de la superfamilia de la papaína de las cisteína proteasas lisosómicas. Hasta la fecha se han identificado once catepsinas humanas pero todavía han de determinarse los papeles específicos in vivo de cada una (Katunuma et al., 2003). Las catepsinas B, L, H, F, O, X y C se expresan en la mayoría de las células, lo cual sugiere un posible papel en la regulación del recambio de proteínas, mientras que las catepsinas S, K, W y V están restringidas a células y tejidos concretos, lo cual indica que pueden tener unos papeles más específicos (Kos et al., 2001; Berdowska, 2004).

La Cat S fue identificada por primera vez en nódulos linfáticos y bazo bovinos, y la forma humana se clonó a partir de un banco de ADNc de macrófagos humanos (Shi et al., 1992). El gen que codifica Cat S está localizado en el cromosoma humano 1q21. El transcrito de 996 pares de bases codificado por el gen Cat S se traduce en un primer momento en una proteína precursora no procesada con un peso molecular de 37,5 kDa. La proteína no procesada está compuesta por 331 aminoácidos: un péptido señal de 15 aminoácidos, una secuencia de propéptido de 99 aminoácidos, y un péptido de 217 aminoácidos. La Cat S se expresa en un primer momento con un péptido señal que se retira después de que se introduzca en el lumen del retículo endoplasmático. La secuencia de propéptido se une al sitio activo de la proteasa, haciendo que sea inactiva hasta que se transporta hacia los compartimentos endosómicos ácidos, tras lo cual la secuencia de propéptido se retira y la proteasa se activa (Baker et al., 2003).

Se ha identificado la Cat S como una enzima clave en la presentación de antígenos mediada por el complejo de histocompatibilidad mayor de clase II (MHC-II), mediante la escisión de la cadena invariable, antes de la carga del antígeno. En estudios se ha demostrado que los ratones deficientes en Cat S tienen una capacidad disminuida para presentar proteínas exógenas por las APC (células presentadoras de antígeno) (Nakagawa et al., 1999). La especificidad de Cat S en el procesamiento de la cadena invariable Ii permite utilizar agentes terapéuticos específicos de Cat S para el tratamiento de trastornos, tales como el asma y los trastornos autoinmunológicos (Chapman et al., 1997).

Asociación patológica de Cat S

Con frecuencia, unas alteraciones en el control de proteasas subyacen a muchos procesos patológicos humanos. Se ha relacionado a la expresión y actividad no reguladas de la cisteína proteasa lisosómica catepsina S con una gama de trastornos, que incluyen trastornos neurodegenerativos, enfermedades autoinmunológicas y ciertas malignidades.

La sobrerregulación de Cat S se ha relacionado con varios trastornos neurodegenerativos. Se cree que desempeña un papel en la producción del péptido  (A) a partir de la proteína precursora amiloide (APP) (Munger et al., 1995) y se ha demostrado que su expresión está sobrerregulada en la enfermedad de Alzheimer y en el síndrome de Down (Lemere et al., 1995). La Cat S también puede desempeñar un papel en la esclerosis múltiple por la capacidad de la Cat S para degradar la proteína básica de mielina, un autoantígeno potencial implicado en la patogénesis de la esclerosis múltiple (Beck et al., 2001), y se ha demostrado que en pacientes con la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD), la expresión de Cat S aumenta en más de cuatro veces (Baker et al., 2002).

La expresión aberrante de Cat S también se ha asociado con la aterosclerosis. La expresión de Cat S es insignificante en arterias normales, pero el ateroma humano muestra una fuerte inmunorreactividad (Sukhova et al., 1998). Otros estudios que emplean ratones con genes inactivados, deficientes en Cat S y en el receptor de LDL, han demostrado que éstos desarrollan significativamente menos aterosclerosis (Sukhova et al., 2003). Otras investigaciones han relacionado la expresión de Cat S con la enfermedad muscular inflamatoria y la artritis reumatoide. Especímenes de biopsia de músculo de pacientes con miopatía inflamatoria tienen un aumento en 10 veces en la expresión de Cat S, comparado con secciones de músculo normal (Wiendl et al., 2003), y los niveles de expresión de Cat S son significativamente mayores en el fluido sinovial de pacientes con artritis reumatoide, comparado con los que padecen osteoartritis (Hashimoto et al., 2001).

La asociación de Cat S con la angiogénesis se demostró por primera vez in vitro utilizando células endoteliales deficientes en Cat S (Shi et al., 2003). Se ha demostrado que las células endoteliales microvasculares (EC) segregran proteasas, permitiendo la penetración de la membrana basal vascular, así como la matriz extracelular intersticial. El tratamiento de EC cultivadas con citoquinas inflamatorias o factores angiogénicos estimula la expresión de Cat S, y su inhibición reduce la formación de microtúbulos. Los ratones Cat S -/-muestran un desarrollo defectuoso de microvasos durante la curación de heridas en comparación con los controles de tipo salvaje (Shi et al., 2003).

Se estudió más a fondo el papel de la Cat S en la angiogénesis y en el crecimiento tumoral en un modelo de ratón transgénico para el carcinoma de células de los islotes pancreáticos. Se descubrió que los ratones Cat S -/desarrollaban tumores significativamente más pequeños y menos islotes angiogénicos, comparado con los ratones Cat S +/+ control (Gocheva et al., 2006). Posteriormente se comprendió mejor el mecanismo molecular que sustenta este fenotipo por las pruebas de que la Cat S puede romper e inactivar péptidos antiangiogénicos, y estimular la generación de fragmentos proangiogénicos activos (Wang et al., 2006).

Por último, el papel de la Cat S en la malignidad y en la angiogénesis también se ha estudiado en un modelo murino de carcinoma hepatocelular. Un análisis de micromatrices de EC normales y de EC extraídas de un modelo tumoral demuestra que la expresión del gen Cat S es 74 veces mayor en las EC tumorales comparado con las células normales (Ryschich et al., 2006). En Kos et al. (British Journal of Cancer, 85(8), pp. 1193-1200 (2001)) se describe un análisis inmunohistoquímico de tumores, nódulos linfáticos regionales y suero de pacientes con cáncer de pulmón que emplea anticuerpos monoclonales anti-Cat S humana. En Joyce et al. (Cancer Cell, 5(5), pp. 443-453 (2004)) se describe el uso de la formación de perfiles de expresión génica para demostrar que la actividad catepsina aumenta durante la tumorigénesis.

La generación de inhibidores dirigidos de modo específico a la actividad proteolítica de la Cat S tiene potencial como obtención de agentes terapéuticos para aliviar los síntomas asociados con la actividad de esta proteasa.

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1. Un polipéptido aislado, en el que dicho polipéptido consiste en una secuencia de un polipéptido que tiene una homología de al menos 90% con la Secuencia ID NO:1, en el que la Secuencia ID NO:1 es una región de la catepsina S.

2. El polipéptido aislado según la reivindicación 1, en el que dicho polipéptido consiste en una secuencia de un polipéptido que tiene la secuencia de aminoácidos que se muestra como Secuencia ID NO:1.

3. Una molécula de anticuerpo que se une de modo específico a la catepsina S y que inhibe la angiogénesis pero que no inhibe la actividad proteolítica de la catepsina S, en la que dicha molécula de anticuerpo tiene una especificidad de unión por el polipéptido de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2.

4. La molécula de anticuerpo según la reivindicación 3, o un ácido nucleico que codifica dicha molécula de anticuerpo, para su uso en terapia.

5. El uso de una molécula de anticuerpo, o de un ácido nucleico que codifica la molécula de anticuerpo, para la preparación de un medicamento para el tratamiento del cáncer, un trastorno inflamatorio, una enfermedad ocular, la aterosclerosis, un trastorno neurodegenerativo, un trastorno autoinmunológico, el hemangioma, un tumor sólido, la leucemia, la telangiectasia, la psoriasis, la esclerodermia, el granuloma piogénico, la angiogénesis miocárdica, la enfermedad de Crohn, la neovascularización de placas, los colaterales coronarios, los colaterales cerebrales, las malformaciones arteriovenosas, la angiogénesis de extremidades isquémicas, la artritis, la neovascularización diabética, la úlcera péptica, una enfermedad relacionada con Helicobacter, una fractura, los queloides, y la vasculogénesis, la colitis ulcerosa o la bartonelosis, en el que dicha molécula de anticuerpo es la molécula de anticuerpo según la reivindicación 3.

6. El uso según la reivindicación 5, en el que dicho trastorno es el cáncer, un trastorno inflamatorio, una enfermedad ocular, o la aterosclerosis.

7. Una composición farmacéutica que comprende la molécula de anticuerpo según la reivindicación 3, o una molécula de ácido nucleico que codifica dicha molécula de anticuerpo.

8. La composición farmacéutica según la reivindicación 7, en la que dicha composición comprende además un inhibidor de VEGF, en el que dicho inhibidor de VEGF es un anticuerpo anti-VEGF, PTK787, anecortavo, AG-13958, CAND5, o aflibercepto.

9. La composición farmacéutica según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en la que dicha composición comprende además un anticuerpo anti-receptor de EGF.

10. Un método para determinar la presencia de la catepsina S en una muestra biológica, comprendiendo dicho método poner en contacto la muestra biológica con una molécula de anticuerpo según la reivindicación 3 y determinar la unión de la molécula de anticuerpo a la muestra biológica, en el que la unión de la molécula de anticuerpo a la muestra biológica, con relación a un control, es indicativa de la presencia de catepsina S.

11. Un método de ensayo para detectar un tumor en un sujeto, que comprende:

(a) poner en contacto una muestra biológica procedente del sujeto con una molécula de anticuerpo según la reivindicación 3; y

(b) determinar el nivel de unión de la molécula de anticuerpo a la muestra biológica, en el que un nivel elevado de unión de la molécula de anticuerpo a la muestra biológica, con relación a una muestra control, es indicativa de la presencia de un tumor.