Uso de antagonistas del receptor P2X7, especialmente de BBG, para favorecer el crecimiento y ramificación axonales.

La presente invención se refiere al uso de antagonistas del receptor P2X7 capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, y vehículos farmacéuticamente aceptables, para fabricar medicamentos destinados al tratamiento de enfermedades o estados asociados con: a) ausencia o reducción de crecimiento axonal; b) pérdida de colaterales axonales; c) lesión nerviosa; d) pérdida o degeneración de las conexiones sinápticas.Asimismo, se describe el uso de los citados antagonistas para potenciar el crecimiento axonal, tanto en neuronas en cultivo, como en neuronas trasplantadas

Uso de antagonistas del receptor P2X7 para favorecer el crecimiento y ramificación axonales.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de las enfermedades neurodegenerativas y lesiones nerviosas relacionadas con alteraciones del crecimiento axonal, colaterales axonales y/o conexiones sinápticas. Concretamente, la invención describe el uso de antagonistas del receptor P2X7 capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, y vehículos farmacéuticamente aceptables, para la elaboración de medicamentos o composiciones farmacéuticas destinados al tratamiento de dichas enfermedades y lesiones.

Otro uso de los citados antagonistas está relacionado con la potenciación del crecimiento axonal a partir de neuronas en cultivo, así como de neuronas trasplantadas. También se detalla un método de obtención de cultivos de neuronas diferenciadas a partir de células madre, a través del cultivo de las mismas con un antagonista de P2X7. Los cultivos así obtenidos se pueden usar para la fabricación de medicamentos para el tratamiento de las enfermedades o lesiones descritos anteriormente.

Estado de la técnica

La formación de circuitos neuronales depende inicialmente del establecimiento de dominios especializados en la neurona, axón y dendritas. El primer suceso en la diferenciación neuronal es la formación y crecimiento de un axón, que permite la transferencia vectorial de información entre las neuronas. El crecimiento axonal requiere la reorganización coordinada del citoesqueleto de microtúbulos y microfilamentos, a través de cascadas de señalización específicas.

La formación y crecimiento del axón están regulados positivamente mediante diferentes señales extracelulares, como factores neurotróficos, neurotransmisores y otras moléculas de señalización. Se ha implicado en la formación y crecimiento del axón a diferentes proteínas en diferentes vías, incluyendo PI3-quinasa, Akt (proteína-quinasa de GSK3), GSK3 (glucógeno-sintetasa-quinasa 3), JNK, ξPKC, mPar3/6, raplB o LKB1. La coordinación de esta maquinaria controla la dinámica del citoesqueleto, regulando la polimerización y despolimerización de microtúbulos y microfilamentos. Estos procedimientos, no sólo facilitan el crecimiento axonal, sino que son importantes también para la localización de los receptores de membrana en puntos específicos a lo largo del axón. Aunque se ha estudiado extensivamente el papel de los receptores de factores neurotróficos en el desarrollo del axón, se ha prestado poca atención a la influencia de los receptores purinérgicos en el desarrollo y crecimiento axonales.

Las purinas actúan como neurotransmisores y moduladores en el sistema nervioso central y periférico, pero las purinas extracelulares también realizan un papel trófico directo en el desarrollo y mantenimiento del sistema nervioso y en su respuesta a enfermedades y lesiones. Una de tales purinas, el ATP, se comporta como un neurotransmisor rápido en el sistema nervioso central, actuando sobre los canales catiónicos activados por ligando, conocidos como receptores P2X (P2XRs). Estos receptores son capaces de incrementar transitoriamente la concentración de Ca²⁺ intracelular interviniendo en su entrada, independientemente de la activación de canales de Ca²⁺ dependientes de voltaje. El influjo de calcio y las elevaciones transitorias de su concentración en los conos de crecimiento regulan la velocidad de desarrollo axonal. La supresión de las elevaciones transitorias de Ca²⁺ acelera la extensión del axón, mientras que el influjo de calcio retarda el crecimiento axonal que, de lo contrario, sería rápido. Los P2XR se pueden formar mediante la combinación homomérica y heteromérica de siete subunidades diferentes, P2X_1-7, y están ampliamente distribuidos en el sistema nervioso central (CNS) de los mamíferos. En el hipocampo, el P2XR modula la liberación de neurotransmisores, facilita la inducción de la potenciación a largo plazo (LTP), y también interacciona con otros receptores de membrana. Es más, hay evidencias de que los P2XRs podrían tomar parte en la formación de redes neuronales durante el desarrollo del hipocampo, postulando un papel trófico en la señalización purinérgica. Sin embargo, se sabe poco acerca de la participación de los receptores P2X en la regulación del crecimiento axonal y las cascadas de señalización reguladas por esos receptores en las neuronas, durante la diferenciación neuronal.

Se ha demostrado que diversos factores y receptores inducen el crecimiento y desarrollo del axón y el establecimiento de conexiones sinápticas, a través de diferentes vías. Sin embargo, el establecimiento correcto de circuitos neuronales también precisa mecanismos que controlen negativamente el crecimiento axonal, como sucede durante la orientación axonal. Se ha demostrado que diferentes proteínas secretadas y de la matriz extracelular, como las semaforinas y efrinas, están implicadas en la regulación negativa del crecimiento axonal. Sin embargo, no se sabe si otros receptores de membrana, factores o moléculas podrían actuar también como mediadores en este control negativo. En la presente invención, se demuestra que el receptor purinérgico P2X7, activado por ATP, juega un papel importante en el control negativo del crecimiento axonal en neuronas del hipocampo en cultivo. El efecto negativo del ATP en la neuritogénesis se ha descrito previamente en cultivos de explantes del tubo neural y en neuronas del ganglio espiral, a través de los receptores P2X2 y P2X3. En algunos estudios, se han identificado mRNAs de P2X7R. Otros estudios han localizado P2X7R en terminales presinápticos de neuronas del hipocampo en el SNC, principalmente en el hipocampo. Asimismo, uno de los autores de la presente invención ha localizado P2X7R en los terminales presinápticos de células granulares del cerebelo. A pesar de la localización de P2X7R en los conos de crecimiento axonal (terminales presinápticas) y su relación con la modulación de la liberación de neurotransmisor, no se ha estudiado aún la función de este receptor durante el desarrollo axonal y regeneración de neuronas.

El artículo Sperlágh Béata et al., P2X7 receptors in the nervous system, Progress in Neurobiol. 78 (2006), 327-346, se refiere al papel de los receptores P2X7 en la modulación de la liberación de neurotransmisores y a su influencia en la función neuronal presináptica. También se indica la inhibición de este efecto por antagonistas de P2X7, como BBG y oxo-ATP. Se analiza también su potencial terapéutico en determinadas enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, a diferencia de los hallazgos de la presente invención, el efecto aquí se basa en la acción sobre la liberación de GABA y glutamato. De hecho, en el punto 6 del propio artículo, se indica que la localización en hipocampo de dichos receptores P2X7 es aún incierta y que los astrocitos de la glía podían contribuir a la liberación de neurotransmisor en la que los P2X7R actúan como mediadores. Por tanto, según se indica en las conclusiones de este artículo, las funciones de los receptores P2X7 se refieren a su efecto sobre la neurotransmisión en neuronas; a la activación de receptores P2X7 en microglía y astroglía, relacionados con las citoquinas y la vía inflamatoria; y a la producción de una señal de muerte celular de las células que los expresan. En ningún momento se menciona el efecto del P2X7 sobre el crecimiento axonal y las aplicaciones terapéuticas de los antagonistas son totalmente diferentes de las descritas en la presente invención.

El artículo Jun, D-J. et al., Extracellular ATP mediates necrotic cell swelling in SN4741 dopaminergic neurons through P2X7 receptors, The J. of Biol. Chem, 2007.12.28, 282 (52), 37350-37358 se refiere al hecho de que en células SN4741 de la substantia nigra, tanto la inflamación producida por el ATP como la apoptosis, son revertidas mediante pretratamiento con KN-62 (antagonista de P2X7R) o por inhibición de la expresión de P2X7R con siRNAs. Nuevamente este efecto se refiere a la activación de la apoptosis por P2X7R, y no se relaciona con su efecto sobre la elongación axonal.

Asimismo, el documento EP1469072, se refiere al diagnóstico de alteraciones afectivas mediante secuencias génicas que codifican P2X7R alterados. También se hace referencia a la utilización de moduladores de la actividad de la proteína P2X7R para el tratamiento de dichas alteraciones. Se cita una variedad muy amplia de moduladores muy diferentes en cuanto a su estructura que se han escogido al azar porque afectan a P2X7R, pero no se...

1. Uso del antagonista del receptor P2X7 Brilliant Blue G, y vehículos farmacéuticamente aceptables, para la fabricación de medicamentos para el tratamiento de enfermedades o estados asociados con: a) ausencia o reducción de crecimiento axonal; b) pérdida de colaterales axonales; c) lesión nerviosa; d) pérdida o degeneración de las conexiones sinápticas.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el Brilliant Blue G se administra en una cantidad de 45 mg/kg de peso, suficiente para inhibir la enzima GSK3.

3. Uso según la reivindicación 1, en el que dichos medicamentos están diseñados para ser administrados por vía intravenosa.

4. Uso según la reivindicación 1, en el que dichos medicamentos están diseñados para ser administrados por vía intraperitoneal.

5. Uso según la reivindicación 1, en el que dichos medicamentos están destinados a ser suministrados a neuronas embrionarias de mamífero no humano in vitro para potenciar su crecimiento axonal y diferenciación, produciendo neuronas endógenas susceptibles de ser transplantadas a un paciente afectado por las enfermedades descritas en la reivindicación 1.

6. Uso según la reivindicación 1, en el que dichos medicamentos están destinados a ser suministrados a neuronas embrionarias exógenas de mamífero no humano, trasplantadas a un paciente afectado por las enfermedades descritas en la reivindicación 1, para potenciar la diferenciación de dichas neuronas.

7. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha enfermedad o estado es una lesión de la médula espinal.

8. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha enfermedad o estado es una patología cognitiva que cursa con pérdida de conexiones sinápticas.

9. Uso según la reivindicación 8, en el que dicha enfermedad o estado es la enfermedad de Alzheimer.

10. Uso según la reivindicación 8, en el que dicha enfermedad o estado es la isquemia cerebral.

11. Uso según la reivindicación 8, en la que dicha enfermedad o estado es la epilepsia.

12. Uso según la reivindicación 8, en el que dicha enfermedad es la esquizofrenia.

13. Uso según las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha enfermedad o estado es una patología motora relacionada con la pérdida de conexión entre neuronas y músculos o con una menor actividad presináptica.

14. Uso según la reivindicación 13, en el que dicha enfermedad o estado es la esclerosis lateral amiotrófica.

15. Uso según la reivindicación 13, en el que dicha enfermedad o estado es la miastenia gravis.

16. Uso según la reivindicación 12, en el que dicha enfermedad o estado es la pérdida de inervación por intoxicación con toxina botulínica.