Una composición farmacéutica para el tratamiento de la oncogénesis,

que comprende un ácido nucleico antisentido complementario a al menos una porción de un transcrito de RNA de un gen CXCR-4 en una cantidad eficaz para inhibir la hiperproliferación de una célula tumoral

Aplicaciones terapéuticas y diagnósticas basadas en la función del gen CXCR-4 en la tumorigénesis.

1. CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a la identificación de una nueva función del gen CXCR-4 en la tumorigénesis, en particular, en la tumorigénesis primaria cerebral, mamaria y colorectal. La presente invención se refiere a la función de los ácidos nucleicos y polipéptidos de CXCR-4 como herramienta de diagnóstico para indicar un estado precanceroso o canceroso, y a agentes terapéuticos basados en los mismos para inhibir la expresión y/o actividad génicas de CXCR-4 para su uso en el tratamiento y/o prevención de la tumorigénesis.

2.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

2.1. TUMORES CEREBRALES

Los tumores cerebrales figuran entre las principales causas de muerte entre niños pequeños y adultos. En un estudio realizado por la Sociedad Americana del Cáncer quedó documentado que en 1995 murieron 13.300 personas afectadas por tumores cerebrales y predijo que en 1996 morirían más de 17.900 (Parker et al., 1996, CA Cancer J. Clin., 46:5-28) . El número de muertes causadas por tumores cerebrales ha aumentado a un ritmo significativo año a año. Cada año, se diagnostican una media de 25.000 americanos con cáncer cerebral. Los tumores cerebrales se cobran la vida de más niños que cualquier otro tipo de cáncer, excepto la leucemia.

El aumento de la incidencia de tumores cerebrales no sólo es evidente en niños, sino también en adultos. Se ha documentado que entre 1982 y 1996 se ha producido un aumento significativo de la mortalidad como consecuencia de tumores primarios malignos en adultos (Parker et al., 1996, CA Cancer J. Clin., 46:5-28) . Los glioblastomas, astrocitomas y meningiomas son los tipos de tumores cerebrales más corrientes que afectan a los adultos (Thapar y Laws, 1993, CA Cancer J. Clin., 43:263-271) .

La transformación de las células cerebrales humanas normales en gliomas se produce como resultado de la acumulación de una serie de cambios celulares y genéticos (Sehgal, 1998 Cancer Surv., 25:233-275; von Diemiling et al., 1995 Glia 15:328-338; Furnari et al., 1995, J. Surg. Oncol. 67:234) . Estas alteraciones genéticas incluyen la pérdida, ganancia o amplificación de diferentes cromosomas. Estos cambios genéticos llevan a una expresión alterada de las proteínas que desempeñan funciones importantes en la regulación de la proliferación normal de células. Se han observado varias alteraciones genéticas comunes a nivel cromosómico (pérdida de 17p, 13q, 9p, 19, 10, 22q, 18q y amplificación de 7 y 12q) (Sehgal et al., 1998, J. Surg. Oncol. 67:23; von Diemiling et al., 1995, Glia 15:328-338; Furnari et al., 1995, Cancer Surv. 25:233-275) . Estas alteraciones desembocan en cambios en la expresión de varios genes (p53, RB, INFα/!, CDKN2, MMAC1, DCC, EGFR, PDGF, PDGFr, MDM2, GLI, CDK4 y SAS) durante la génesis y progresión de gliomas humanos (Sehgal, 1998, J. Surg. Oncol. 67:234; vonDiemiling et al., 1995, Glia 15:328-338) . Estudios recientes han sugerido que la expresión alterada de otros muchos genes (MET, MYC, TGF3, CD44, VEGF, NCAML1, p21wafl/Cipl, trkA, MMRs, C4-2, D2-2) y proteínas (catepsinas, tenascinas, metaloproteasas de matriz, inhibidores tisulares de metaloproteasas, sintetasas de óxido nítrico, integrinas, receptores de IL 13, conexinas 43, proteínas de la matriz extracelular del uPAR y proteínas de choque térmico) está asociada a la génesis de gliomas humanos (Sehgal, 1998, J. Surg. Oncol. 67:234) . En conjunto, estos hallazgos señalan el hecho de que la acumulación de múltiples mutaciones genéticas, junto con importantes cambios en la expresión génica, pueden ser un requisito previo a la etiología de los gliomas humanos. A pesar de la identificación de estas alteraciones genéticas, la serie exacta de eventos que conduce a la génesis de los gliomas humanos no está clara.

Los glioblastomas multiformes son astrocitomas de alto grado que crecen muy rápidamente y contienen células muy malignas (Thapar y Laws, 1993, CA Cancer J. Clin., 43:263-271) . En la base molecular de la ocurrencia de glioblastomas multiformes pueden verse involucrados eventos sistemáticos a nivel cromosómico o a un nivel de expresión génica. Estos pueden incluir la inactivación de genes supresores de tumores, la activación de oncogenes o translocaciones específicas a nivel cromosómico. Algunos cambios genéticos a nivel cromosómico y a nivel de expresión génica han quedado bien documentados en el caso de otros tumores cerebrales (Furnari et al., 1995, Cancer Surv., 25:233-275) . Por ejemplo, se ha documentado que la pérdida de genes supresor (es) de tumores en el cromosoma 10, las mutaciones en el p53 o la sobreexpresión del receptor del factor de crecimiento epidérmico, pueden ser eventos importantes ligados al desarrollo de glioblastomas multiformes. Otros muchos genes como el EGFR, CD44, (34 integrinas, metaloproteinasas de tipo membrana (MT-MMP) , p21, pl6, pl5, myc, y VEGF han demostrado estar sobreexpresados en distintos tipos de tumores cerebrales (Faillot et al., 1996, Neurosurger y , 39:478-483; Eibl et al., 1995, J. of Neurooncol., 26:165-170; Previtali et al., 1996, Neuropathol. Exp. Neurol. 55:456465; Yamamoto et al., 1996, Cancer Res., 56:384-392; Jung et al., 1995, Oncogene, 11:2021-2028; Tsuzuki et al., 1996, Cancer, 78:287-293; Chen et al., 1995, Nature Med., 1:638-643; Takano, et al., 1996, Cancer Res., 56.: 21852190; Bogler et al. , 1995, Glia, 15.: 3 08-327) . Otros genes, como el p53, presentan mutaciones en la mayoría de los tumores cerebrales (Bogler et al., más arriba) . No se sabe cómo la interactuación de uno o más de estos genes conduce a la tumorigénesis pero es probable que para que se dé una transformación neoplásica se necesiten

múltiples pasos. La serie exacta de eventos que conducen a la iniciación o progresión de los glioblastomas no se conoce de momento y faltan marcadores útiles para la detección precoz de los tumores cerebrales.

2.2. CXCR-4

Los receptores de quimiocinas desempeñan una función importante en la quimiotaxis de células T y células fagocíticas hacia las áreas de inflamación. Al CXCR-4 se le identificó en un primer momento como un ADNc que fue amplificado utilizando cebadores redundantes desarrollados contra los receptores de los factores quimiotácticos de leucocitos (péptidos N-formilo, C5a e IL-8) y se le denominó HM89 (Endres et al. , 1996, Cell 87:745) . Tras un análisis de unión de ligandos quedó demostrado que el HM89 no era un receptor de péptidos N-formilo, pero en un análisis de secuencias quedó claramente demostrado que es un miembro de la familia de receptores acoplados a la proteína G. El análisis citogenético indica que el HM89 está localizado en el cromosoma humano 2q21 (Benl et al., 1996, Nature 382:829) . Al HM89 se le reclonó más tarde utilizando un ADNc del receptor de IL-8 de conejos tras el cribado de una librería de monocitos humanos y se le denominó LESTR (receptor con siete dominios transmembrana derivado de leucocitos (Nagasawa et al. 1996, Nature 382:635) ; y se le volvió a clonar e identificar como cofactor para la fusión del VIH-1 y la entrada en células CD4+ (De Risi et al., 1996, Nature, Genetics 14:457) . Este cofactor fue idéntico al HM89 previamente clonado, y en virtud de su función como proteína de fusión entre el virus VIH-1 y las células CD4+ se le denominó "fusina". La fusina junto con la CD4 es suficiente para permitir la entrada del VIH-1 en células no permisivas de murino 3T3 (De Risi et al., 1996, Nature, Genetics 14:457) . El análisis de las secuencias indicó que el HM89, el LESTR y la fusina son todos el mismo gen y, dadas sus propiedades de quimioatracción, a estos genes se les denomina hoy día receptor de quimiocinas CXC-4 (CXCR-4) . Recientemente ha quedado demostrado que la infección por VIH-1 independiente de la CD4 fue mediada por el receptor CXCR-4 (Feng et al., 1996, Science 172:872) . Al ligando de CXCR-4 se le clonó recientemente y se le denominó PBSF/SDF1 (factor de estimulación del crecimiento de células pre-B/factor 1 derivado de células estromales) (Engelhard et al., 1997, Neurosurger y 41:886) . Los ratones transgénicos a los que les faltaba el PBSF/SDF-1 murieron en la fase prenatal y el número de sus progenitores de células B y mieloides se había visto seriamente reducido (Harihabu et al., 1997 J. Biol. Chem. 272:28726) . Este resultado demuestra claramente que el PBSF/SDF-1 es el responsable de la linfosis en las células B y la mielopoyesis en la médula ósea.

Estudios recientes demuestran... [Seguir leyendo]

1. Una composición farmacéutica para el tratamiento de la oncogénesis, que comprende un ácido nucleico antisentido complementario a al menos una porción de un transcrito de RNA de un gen CXCR-4 en una cantidad eficaz para inhibir la hiperproliferación de una célula tumoral.

2. Una composición farmacéutica para el tratamiento de la oncogénesis, que comprende un anticuerpo para CXCR-4 en una cantidad eficaz para inhibir la hiperproliferación de una célula tumoral.

3. Un método de tratar o impedir una enfermedad o trastorno que implique la hiperproliferación celular en un sujeto, que comprende administrar a dicho sujeto en el que se desea dicho tratamiento o prevención una cantidad terapéuticamente eficaz de una molécula que inhibe la función CXCR-4.

4. Método según la reivindicación 3, en el que la enfermedad o trastorno es una enfermedad maligna.

5. Un método según la reivindicación 3, en el que la enfermedad o trastorno se selecciona del grupo que consiste en cáncer cerebral, cáncer de pecho, cáncer de colon, cáncer de próstata y linfoma de células B.

6. Método según la reivindicación 3, en el que el sujeto es un ser humano.

7. Método según la reivindicación 5, en el que el cáncer cerebral se selecciona en el grupo que consiste en glioblastoma, glioma, meningioma, astrocitoma, meduloblastoma, cáncer neuroectodermal y neuroblastoma.

8. Método según la reivindicación 6, en el que el glioblastoma es glioblastoma multiforme.

9. Método según la reivindicación 3, en el que el trastorno o enfermedad se selecciona del grupo que consiste en estados premalignos, tumores benignos, trastornos hiperproliferantes y trastornos disproliferantes benignos.

10. Método según la reivindicación 3, en el que la molécula que inhibe la función CXCR-4 se selecciona del grupo que consiste en un anticuerpo anti-CXCR-4 o uno de sus fragmentos, un derivado de CXCR-4 o un análogo que es capaz de unirse mediante un anticuerpo anti-CXCR-4, un ácido nucleico antisentido de CXCR-4, y un ácido nucleico que comprende al menos una parte de un gen CXCR-4 en el cual se ha insertado una secuencia de nucleótidos heteróloga, de tal modo que dicha secuencia heteróloga inactiva la actividad biológica de al menos una parte del gen CXCR-4, en el cual la porción del gen CXCR-4 flanquea la secuencia heteróloga de modo que promueve la recombinación homóloga con un gen CXCR-4 genómico.

11. Método según la reivindicación 3, en el cual la molécula que inhibe la función CXCR-4 es un oligonucleótido que: (a) consiste en al menos seis nucleótidos; (b) comprende una secuencia complementaria a al menos una porción de un transcrito de RNA de un gen CXCR-4; y (c) es hibridable al transcrito de RNA bajo condiciones de restricción moderadas.

12. Un método de tratar o impedir una enfermedad o trastorno que implica proliferación celular en un sujeto, que comprende administrar a dicho sujeto que necesite dicho tratamiento una cantidad terapéuticamente eficaz de una molécula que promueva la función CXCR-4.

13. Método según la reivindicación 12, en el cual la enfermedad o trastorno se selecciona del grupo que consiste en trastornos degenerativos, deficiencias del crecimiento, trastornos hipoproliferantes, traumas físicos, lesiones y heridas.

14. Un método de diagnosticar una enfermedad o trastorno, caracterizada por un nivel aberrante de RNA o una proteína de CXCR-4 en un sujeto, que comprende medir el nivel de RNA o proteína de CXCR-4 en una muestra derivada del sujeto, en el cual un aumento o disminución en el nivel de RNA o proteína de CXCR-4, con respecto al nivel de RNA o proteína de CXCR-4 encontrado en una muestra análoga que no tiene la enfermedad o trastorno, indica la presencia de la enfermedad o trastorno en el sujeto.

15. Un método de diagnosticar o detectar la presencia de una predisposición a desarrollar una enfermedad o trastorno que implica la hiperproliferación celular en un sujeto que comprende detectar DNA, RNA o proteína de CXCR-4 en una muestra derivada del sujeto, en el cual la presencia de dicho DNA, RNA o proteína de CXCR-4 indica la presencia de la enfermedad o trastorno o una predisposición para desarrollar la enfermedad o trastorno.

16. Un kit que comprende en uno o más recipientes una molécula seleccionada del grupo que consiste en un anticuerpo anti-CXCR-4, una sonda de ácido nucleico capaz de hibridarse con RNA de CXCR-4, o un par de cebadores de ácido nucleico capaces de cebar la amplificación de al menos una parte del ácido nucleico de CXCR-4.

17. Una composición farmacéutica para el tratamiento de la oncogénesis, que comprende un ácido nucleico antisentido complementario a al menos una porción de un transcrito de RNA de un gen SDF-1 en una cantidad efectiva para inhibir la hiperproliferación de una célula tumoral.

18. Una composición farmacéutica para el tratamiento de la oncogénesis, que comprende un anticuerpo para SDF-1 en una cantidad efectiva para inhibir la hiperproliferación de una célula tumoral.

19. Un método de tratar o impedir una enfermedad o trastorno que implica la hiperproliferación celular en un sujeto que comprende administrar a un sujeto en el que se desea dicho tratamiento o prevención una cantidad terapéuticamente efectiva de una molécula que inhibe la función SDF-1.

20. Un método para diagnosticar una enfermedad o trastorno, caracterizada por un nivel aberrante de RNA o proteína de SDF-1 en un sujeto, que comprende medir el nivel de RNA o proteína de SDF-1 en una muestra derivada del sujeto, en el cual un aumento o disminución en el nivel de RNA o proteína de SDF-1, con respecto al nivel de RNA o proteína de SDF-1 encontrada en una muestra análoga que no tenga la enfermedad o trastorno, indica la presencia de la enfermedad o trastorno en el sujeto.

21. Un método de diagnosticar o detectar la presencia de una predisposición para desarrollar una enfermedad o trastorno que implica una hiperproliferación celular en un sujeto, que comprende detectar DNA, RNA o proteína de SDF-1 derivada del sujeto en el cual la presencia de dicho DNA, RNA o proteína de SDF-1 indica la presencia de la enfermedad o trastorno o una predisposición para desarrollar la enfermedad o trastorno.

22. Un kit que comprende en uno o más recipientes una molécula seleccionada del grupo que consiste en un anticuerpo anti-SDF-1, una sonda de ácido nucleico capaz de hibridarse con un RNA de SDF-1, o un par de cebadores de ácido nucleico capaces de cebar la amplificación de al menos una porción de ácido nucleico de SDF-1.