Dominio no histona MACROH2A como inhibidor de la actividad PARP-1 y uso del mismo.

Un inhibidor de la enzima nucleica poli(adenosina 5'-difosfo-ribosa) polimerasa ["poli(ADP-ribosa) polimerasa 1 (PARP-1)"] para uso como un medicamento en la prevención o tratamiento de una enfermedad asociada con activación PARP-1 seleccionada del grupo que comprende daño de tejido que resulta de daño o muerte celular debido a necrosis o apoptosis,

daño de tejido neural que resulta de isquemia y lesión por reperfusión, trastornos neurológicos y enfermedades neurodegenerativas, apoplejía vascular, trastornos cardiovasculares, degeneración macular relacionada con la edad, SIDA, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, artritis, aterosclerosis, caquexia, cáncer, enfermedades degenerativas del músculo estriado que implican senescencia replicativa, diabetes, trauma de cabeza, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, trastornos inflamatorios, distrofia muscular, osteoartritis, osteoporosis, dolor agudo y/o crónico, falla renal, isquemia retiniana, choque septicémico, envejecimiento de la piel, en donde dicho inhibidor tiene una actividad fosfoesterasa, y comprende una secuencia de aminoácidos del dominio no histona de terminal C de una histona macroH2A seleccionada del grupo que consiste del dominio no histona de terminal C de macroH2A1.1 humano (aminoácidos 121 a 369 de la SEQ ID NO: 1), macroH2A1.2 (aminoácidos 120 a 371 de la SEQ ID NO: 2), y macroH2A2 (aminoácidos 121 a 372 de la SEQ ID NO: 3) histona.

Dominio no histona MacroH2A como inhibidor de la actividad PARP-1 y uso del mismo Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un inhibidor de la enzima nucleica de poli (adenosina 5'-difosfo-ribosa)

polimerasa 1 ["poli (ADP-ribosa) polimerasa 1 (PARP-1) "] para uso como un medicamento en la prevención o tratamiento de una enfermedad asociada con activación PARP seleccionada del grupo que comprende daño de tejido que resulta de daño o muerte celular debido a necrosis o apoptosis, daño de tejido neural que resulta de isquemia y lesión por reperfusión, trastornos neurológicos y enfermedades neurodegenerativas, apoplejía vascular, trastornos cardiovasculares, degeneración macular relacionada con la edad, SIDA, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, artritis, aterosclerosis, caquexia, cáncer, enfermedades degenerativas del músculo estriado que implican senescencia replicativa, diabetes, trauma de cabeza, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, trastornos inflamatorios, distrofia muscular, osteoartritis, osteoporosis, dolor agudo y/o crónico, falla renal, isquemia retiniana, choque septicémico, envejecimiento de la piel, en donde dicho inhibidor tiene una actividad fosfoesterasa, y comprende una secuencia de aminoácidos del dominio no histona de terminal C de una histona macroH2A seleccionada del grupo que consiste del dominio no histona de terminal C de macroH2A1.1 humano (aminoácidos 121 a 369 de la SEQ ID NO:1) , macroH2A1.2 (aminoácidos 120 a 371 de la SEQ ID NO: 2) , y macroH2A2 (aminoácidos 121 a 372 de la SEQ ID NO:3) histona.

Antecedentes

La polimerasa poli (ADP-ribosa) ("PARP") es una enzima ubicada en los núcleos de las células de diversos órganos, que incluyen células de músculo, corazón y cerebro. El PARP cumple una función fisiológica en la reparación de rupturas de hebra en ADN. Una vez activado por el daño de los fragmentos de ADN, por ejemplo, después de exposición a quimioterapia, radiación ionizante, radicales libres de oxígeno, u óxido nítrico (NO) , el PARP cataliza la transferencia de las unidades de ADP-ribosa del dinucleótido de adenina nicotinamida (NAD+) a las proteínas receptoras nucleares, y es responsable de la formación de los polímeros homo-ADP-ribosa ramificados o lineales unidos a la proteína. La activación de PARP resulta en la adhesión de hasta 100 unidades de ADP-ribosa en una variedad de proteínas nucleares, que incluyen histonas, topoisomerasas, polimerasas de ADN y ARN, ligasas de ADN, endonucleasas dependientes de Ca2+ - y Mg2+- y PARP en sí mismo. Aunque el rango exacto de funciones de PARP no se ha establecido completamente, esta enzima se considera que cumple una función en mejorar la reparación de ADN y mantener la integridad del ADN.

Durante estreses celulares principales, sin embargo, la activación extensa de PARP puede conducir rápidamente a daño o muerte celular a través del agotamiento de almacenamientos de energía. Se consumen cuatro moléculas de ATP para cada molécula de NAD (la fuente de ADP-ribosa) regenerado. Así, NAD, el sustrato de PARP, se agota mediante activación PARP masiva y, también se puede agotar en los esfuerzos por resintetizar NAD, ATP.

Se ha reportado que la activación PARP cumple una función clave en la neurotoxicidad inducida por NMDA- y NO, como se muestra por el uso de inhibidores PARP para evitar tal toxicidad en cultivos corticales en proporción a sus potencias como inhibidores de esta enzima (ZHANG et al., Science, vol.263, p: 687-89, 1994) ; y en cortes del hipocampo (WALLIS et al., NeuroReport, vol.5 (3) , p:245-48, 1993) . Así se ha conocido la función potencial de los inhibidores PARP en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y trauma de cabeza. Sin embargo, la investigación continúa determinando los mecanismos exactos de su efecto beneficioso en la isquemia cerebral, (ENDRES et al., J. Cereb. Blood Flow Metabol., vol.17, p:1143-51, 1997) y lesión de cerebro infitraumática (WALLIS et al., Brain Res., vol.710, p: 169-77, 1996) .

Los inhibidores PARP son adicionalmente útiles para tratar enfermedades cardiovasculares. La isquemia, una deficiencia de oxígeno y glucosa en una parte del cuerpo, puede ser provocada por una obstrucción en el vaso sanguíneo que irriga esa área o una hemorragia masiva. Dos formas severas, ataque cardiaco y apoplejía, son los 45 principales asesinos en el mundo desarrollado. La muerte celular resulta directamente y también ocurre cuando se reperfunde el área privada. Se ha demostrado que las inyecciones únicas de inhibidores PARP han reducido el tamaño del infarto provocado por isquemia y reperfusión del corazón o del músculo estriado en conejos. En estos estudios, una inyección única del inhibidor PARP, 3-amino-benzamida (10 mg/kg) , un minuto antes de oclusión o un minuto antes de reperfusión, provoca reducciones similares en el tamaño del infarto en el corazón (32-42 %) . Otro 50 inhibidor PARP, 1, 5-dihidroxiisoquinolina (1 mg/kg) , reduce el tamaño del infarto mediante un grado comparable (3848 %; THIEMERMANN et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol.94, p: 679-83, 1997) . Este hallazgo ha sugerido que los inhibidores PARP pueden ser capaces de salvar previamente el tejido de músculo estriado o cardiaco isquémico. Actualmente, los inhibidores PARP se desarrollan para tratar lesiones de isquemia/reperfusión (ZHANG, The Prospect for Improved Medicines, Ashley Publications Ltd, 1999) .

También se ha mostrado que la activación PARP proporciona un índice de daño siguiendo traumatismos neurotóxicos mediante glutamato (por medio de estimulación del receptor NMDA) , intermedios de oxígeno reactivo, proteína beta amiloide, n-metil-4-fenil-1, 2, 3, 6-tetrahidropiridina (MPTP) y su metabolito activo N-metil-4-fenilpiridina (MPP+) , que participa en condiciones patológicas tales como apoplejía, enfermedad de Alzheimer y enfermedad de Parkinson (ZHANG et al., J. Neurochem., vol.65 (3) , p: 1411-14, 1995) . Otros estudios han continuado explorando la función de la activación PARP en células de gránulo cerebelar in vitro y en neurotoxicidad MPTP (COSI et al., Ann.

N. Y. Acad. Sci., vol. 825, p: 366-79, 1998 COSI et al., Brain Res., vol. 729, p: 264-69, 1996) .

Se considera que el daño neuronal luego de apoplejía y otros procesos neurodegenerativos resulta de una liberación masiva del glutamato neurotransmisor excitatorio, que actúa luego de los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDA) y receptores del subtipo éter. El glutamato sirve como en neutrotransmisor excitatorio predominante en el sistema nervioso central (SNC) . Las neuronas liberan glutamato en grandes cantidades cuando se privan de oxígeno, como puede ocurrir durante una lesión cerebral isquémica tal como un ataque cardiaco o apoplejía. Este exceso libera glutamato que a su vez provoca sobrestimulación (excitotoxicidad) de N-metil-D-aspartato (NMDA) , AMPA, receptores Kainate y MGR. Cuando el glutamato se une a estos receptores, los canales de iones en los receptores abiertos, permiten el flujo de iones a través de sus membranas celulares, por ejemplo, Ca2+ y Na+ dentro de las células y K+ fuera de las células. Estos flujos de iones, especialmente el influjo de Ca2+, provocan sobrestimulación de las neuronas. Las neuronas sobreestimuladas secretan más glutamato, creando un bucle de retroalimentación o efecto dominó que finalmente resulta en daño o muerte celular por medio de la producción de proteasas, lipasas y radicales libres. La activación excesiva de los receptores de glutamato ha estado implicada en diversas enfermedades neurológicas y afecciones que incluyen epilepsia, apoplejía, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, Esclerosis Lateral Amiotrófica (ALS) , enfermedad de Huntington, esquizofrenia, dolor crónico, isquemia y pérdida neuronal luego de hipoxia, hipoglicemia, isquemia, trauma, y traumatismo nervioso. Estudios recientes también han avanzado una base glutamatérgica para trastornos compulsivos, particularmente dependencia de fármaco. La evidencia incluye los hallazgos en muchas especies animales, así como también, en cultivos corticales cerebrales tratados con glutamato o NMDA, que los antagonistas del receptor de glutamato bloquean el daño neuronal seguido por apoplejía vascular (DAWSON et al., H. Hunt Batjer ed., p: 319-25, 1997) . Se han probado que son difíciles los intentos para evitar la excitotoxicidad al bloquear los receptores NMDA, AMPA, Kainato y MGR debido a cada receptor tiene múltiples sitios a los que se puede unir el glutamato. Muchas de las composiciones que son efectivas en bloquear los receptores también son tóxicas para... [Seguir leyendo]

1. Un inhibidor de la enzima nucleica poli (adenosina 5'-difosfo-ribosa) polimerasa ["poli (ADP-ribosa) polimerasa 1 (PARP-1) "] para uso como un medicamento en la prevención o tratamiento de una enfermedad asociada con activación PARP-1 seleccionada del grupo que comprende daño de tejido que resulta de daño o muerte celular debido a necrosis o apoptosis, daño de tejido neural que resulta de isquemia y lesión por reperfusión, trastornos neurológicos y enfermedades neurodegenerativas, apoplejía vascular, trastornos cardiovasculares, degeneración macular relacionada con la edad, SIDA, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, artritis, aterosclerosis, caquexia, cáncer, enfermedades degenerativas del músculo estriado que implican senescencia replicativa, diabetes, trauma de cabeza, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, trastornos inflamatorios, distrofia muscular, osteoartritis, osteoporosis, dolor agudo y/o crónico, falla renal, isquemia retiniana, choque septicémico, envejecimiento de la piel, en donde dicho inhibidor tiene una actividad fosfoesterasa, y comprende una secuencia de aminoácidos del dominio no histona de terminal C de una histona macroH2A seleccionada del grupo que consiste del dominio no histona de terminal C de macroH2A1.1 humano (aminoácidos 121 a 369 de la SEQ ID NO: 1) , macroH2A1.2 (aminoácidos 120 a 371 de la SEQ ID NO: 2) , y macroH2A2 (aminoácidos 121 a 372 de la SEQ ID NO: 3) histona.

2. Un inhibidor para uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la secuencia de aminoácidos se fusiona y/o se acopla a por lo menos una secuencia heteróloga.

3. Un inhibidor para uso en la reivindicación 1 o 2, en donde el dominio no histona de terminal C de histona macroH2A es el dominio no histona de terminal C de macroH2A1.1.

4. Un inhibidor para uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha secuencia de aminoácidos, que es del dominio no histona de terminal C de una histona macroH2A no comprende el dominio de plegamiento de histona macroH2A que tiene homología con histona H2A.

5. Un inhibidor para uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la secuencia de aminoácidos, que es del dominio no histona de una histona macroH2A comprende el dominio macro de una histona macroH2A.

6. Un ácido nucleico que codifica un inhibidor para uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Un vector que comprende un ácido nucleico de acuerdo con la reivindicación 6 para uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

8. Una composición para uso como un medicamento en la prevención o tratamiento de una enfermedad asociada con activación PARP-1 seleccionada del grupo que comprende daño de tejido que resulta de daño o muerte celular debido a necrosis o apoptosis, daño de tejido neural que resulta de isquemia y lesión por reperfusión, trastornos neurológicos y enfermedades neurodegenerativas, apoplejía vascular, trastornos cardiovasculares, degeneración macular relacionada con la edad, SIDA, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, artritis, aterosclerosis, caquexia, cáncer, enfermedades degenerativas del músculo estriado que implican senescencia replicativa, diabetes, trauma de cabeza, enfermedades inmunitarias relacionadas con la edad, trastornos inflamatorios, distrofia muscular, osteoartritis, osteoporosis, dolor agudo y/o crónico, falla renal, isquemia retiniana, choque septicémico, envejecimiento de la piel que comprende un (i) inhibidor de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, un ácido nucleico de acuerdo con la reivindicación 6 o un vector de acuerdo con la reivindicación 7, y (ii) un vehículo farmacéuticamente aceptable.

Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Figura 6 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Figura 10 Figura 11 Figura 12 Figura 13 Figura 14 Figura 15 Figura 16 Figura 17 Figura 18 Figura 19 Figura 20 Figura 21 Figura 22 Figura 23 Figura 24