Uso de la RNasa P como agente antiviral.Uso de la RNasa P de Synechocysitis sp.

para inhibir la replicación de virus de RNA, y para la elaboración de medicamentos para el tratamiento de enfermedades provocadas por virus de RNA

Uso de la RNasa P como agente antiviral.

La presente invención pertenece al campo de la biología, biología molecular y la medicina, y en concreto se refiere al uso de la RNasa P para inhibir la replicación de virus de RNA, y para la elaboración de medicamentos para el tratamiento de enfermedades provocadas por virus de RNA.

Estado de la técnica anterior

Las ribozimas (de ribonucleic acid enzyme), llamadas también enzimas de RNA ó RNA catalítico, son moléculas de RNA que catalizan reacciones químicas.

Fue durante los años 80 cuando se describió que el RNA podía presentar actividad catalítica. Inicialmente se detectó que era capaz de catalizar reacciones de procesamiento del RNA y más tarde esta propiedad catalítica se extendió a un buen número de reacciones bioquímicas distintas. Una de las dos primeras descripciones de reacciones catalizadas por RNA y por la que recibió el premio Nobel de química el Prof. Sydney Altman, fue la llevada a cabo por el RNA de la actividad RNasa P.

La RNasa P es una endonucleasa que se encuentra presente en todos los organismos vivos (Bacteria, Eukarya y Archaea). Lleva a cabo una reacción enzimática simple, la hidrólisis de un puente fosfodiester específico en los precursores del tRNA (pre-tRNA). Procesa el precursor del tRNA en la terminación 5' dando lugar a la forma madura del tRNA. En E. coli la responsable de la actividad natural es una ribonucleoproteína compuesta por una subunidad proteica, y otra de RNA. A la parte de RNA se le llamó M1. Se demostró in vitro, que la actividad catalítica residía en el RNA, mientras que la parte proteica no era necesaria, y simplemente podía ser sustituida por una mayor concentración de sales en la reacción (Altman 1989. Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol 62: 1-36).

Posteriormente se valoró el potencial terapéutico de esta molécula evaluando si podía ser dirigida específicamente contra un RNA patógeno: RNAs víricos, de oncogenes, o de resistencia a antibióticos en bacterias. Para eso, se diseñaron construcciones derivadas de la ribozima M1 adicionando a ésta lo que se vino a denominar como secuencias guía. Estas secuencias guía son secuencias cortas (∼12 bases) que se unen covalentemente al extremo 3' RNA de M1 y que son complementarias al RNA patógeno (Altman 1995. Biotechnology (N Y) 13, 327-329). La hibridación de la secuencia guía con el RNA patógeno aproxima a este a la ribozima M1, que acaba provocando su procesamiento e inactivación (Liu & Altman, 1995. Genes & Dev. 9: 471-480).

Generalmente, los virus de RNA presentan tasas de mutación muy elevadas, y por tanto un alto grado de variabilidad genética. Esto sucede porque las ARN polimerasas carecen -a diferencia de las ADN polimerasas- de sistema que puedan detectar y corregir los errores (reparación del ARN). Los virus de RNA, gracias a la velocidad con que se replican, explotan la variación genética como un mecanismo para escapar de la presión de selección del sistema inmune de sus huéspedes, o de fármacos antivirales, que intentan impedir su replicación. Es casi inevitable que cuando se ataca a una población de virus con un fármaco antiviral, surja una mutación que confiere resistencia al fármaco. Los virus resistentes prosperan y se replican en gran número, para después diseminarse. Con el tiempo, los virus resistentes terminan por predominar y un fármaco antiviral que solía dar buenos resultados pierde su eficacia. Los individuos afectados por este tipo de virus, incluso aquellos que no han recibido nunca tratamiento, pueden tener una variedad de virus ("quasiespecies") entre los que se encuentran aquellas variantes que no responden del mismo modo al tratamiento. Así, las estrategias tradicionales de prevención y tratamiento de afecciones virales se están haciendo obsoletas, hasta el punto de que no existen vacunas o agentes antivirales para muchas enfermedades virales en animales y humanos.

En 2002 se demostró (Nadal et al., 2002. J Biol Chem 277: 30606-30613) que la RNasa P humana, un complejo de al menos 9 proteínas y un RNA eran capaces de reconocer y cortar in vitro el RNA del virus de la hepatitis C de forma específica en dos regiones, una de ellas justo en la entrada interna del ribosoma (IRES de internal ribosome entry site) de HCV, una región que es esencial para la reproducción vírica.

Utilizando modelos en cultivo se obtuvieron evidencias de que esta reacción no forma parte del ciclo viral (Pirón et al., 2005. Nucleic Acids Res 33: 1487-1502), probablemente porque la actividad RNasa P reside en el núcleo, mientras que el virus se reproduce en el citoplasma. La detección de la sensibilidad a la RNasa P humana se generalizó a los pestivirus animales (Lyons & Robertson, 2003. J Biol Chem 278, 26844-26850), picornavirus (Serrano et al., 2007. RNA 13:849-859) y a otro virus de insectos.

Esto permitía pensar que un RNA catalítico derivado de alguna bacteria e introducido en el interior celular podría cortar in vivo el RNA del virus de la hepatitis C o de los pestivirus animales relacionados. Sin embargo, pruebas posteriores mostraron la incapacidad de la ribozima de M1 de E. coli para procesar el RNA de HCV en el IRES, pero encontramos que el RNA (RNasa P) catalítico de la cianobacteria Synechocysitis sp., si era capaz de procesarlo específicamente in vitro (Sabariegos et al., 2002. FEBS Lett 577: 517-522).

Descripción de la invención

Los autores de la presente invención han observado que la ribozima de la cianobacteria (Synechocystis sp.) que se había mostrado activa contra el RNA de hepatitis C in vitro también lo es contra el RNA de los pestivirus animales relacionados peste porcina clásica (PPC) y diarrea viral bovina (BVDV) in vitro. Esto les ha permitido ensayar la actividad de la ribozima natural contra el IRES del virus de la peste porcina clásica in vivo, demostrando la actividad de la ribozima en el interior celular inhibiendo la reproducción viral, y que esta inhibición viral no se debe a ningún efecto inespecífico de inhibición del metabolismo celular por la introducción del RNA. Esto supone una serie de ventajas clave respecto a la tecnología preexistente:

1- no es necesario modificar la secuencia natural de un ribozima, para que este sea activo en el interior celular contra un virus de RNA,

2- la RNasa P reconoce estructuras miméticas al tRNA en sus RNAs sustrato. La RNasa P reconoce todos los tRNAs celulares, independientemente de las variaciones de secuencia de estos. Incluso se ha demostrado que la RNasa P humana puede reconocer tRNAs bacterianos y viceversa. Es decir, la actividad de la RNasa P es independiente de la variación de la secuencia de bases que conforman la estructura del RNA sustrato, siempre que este mantenga una estructura mimética al tRNA. Incluso se ha observado que variaciones en las posiciones adyacentes al punto de corte en el caso del RNA de hepatitis C no afectan a la actividad. Esta propiedad minimiza el efecto de la enorme variabilidad que presentan estos virus y que les permite evadir cualquier droga, ya que es posible postular que, aquellas mutaciones que modificasen la estructura de tipo tRNA para evadir la actividad del ribozima, supondrían también una pérdida de su función biológica.

Por tanto, un primer aspecto de esta invención se refiere al uso de una secuencia nucleotídica, de ahora en adelante secuencia nucleotídica de la invención, que se selecciona de entre:

1. Uso de la secuencia nucleotídica con actividad catalítica de la ribozima RNasa P de Synechocystis sp. que se selecciona de entre: