GM3 SINTETASA COMO DIANA TERAPÉUTICA EN LAS COMPLICACIONES MICROVASCULARES DE LA DIABETES.

Uso de un inhibidor de la GM3 sintetasa para la fabricación de un fármaco destinado al tratamiento de una complicación microvascular de la diabetes,

en el que el inhibidor se selecciona del grupo consistente en ácidos nucleicos antisentido, ribozimas, ARN de interferencia, aptámeros y un anticuerpo monoclonal o policlonal dirigido contra la GM3 sintetasa humana y en el que la complicación microvascular de la diabetes es la nefropatía diabética.

Gm3 sintetasa como diana terapéutica en las complicaciones microvasculares de la diabetes La invención se refiere al uso de inhibidores de la GM3 sintetasa para el tratamiento de las complicaciones microvasculares de la diabetes y a un método de selección de inhibidores de esta enzima, y en el que la complicación microvascular de la diabetes es la nefropatía diabética.

La microangiopatía es una complicación crónica de la diabetes, caracterizada por cambios estructurales y funcionales en los microvasos. La retina y el riñón son los dos objetivos principales del proceso patológico, conduciendo a retinopatía diabética y nefropatía diabética.

La retinopatía diabética es la segunda causa de ceguera en los países desarrollados. Tras unos veinte años de enfermedad, casi todos los pacientes con diabetes de tipo 1 y más del 60% de pacientes con diabetes de tipo 2 sufren de esta complicación microvascular (Fong y col., 2003) . Los capilares experimentan cambios estructurales progresivos, como engrosamiento de la membrana basal y pérdida específica de pericitos, y las posteriores modificaciones de la proliferación y función de las células endoteliales. Estos cambios, combinados con isquemia, dañan la pared de los microvasos y favorecen una permeabilidad capilar excesiva, conduciendo a edemas, microaneurismas y hemorragias que suponen un riesgo para la vista (Forrester y col., 1997) .

La nefropatía afecta del 50 al 60% de los pacientes con un historial de diabetes de 20 a 30 años. Se considera una causa principal de mortalidad en estos pacientes (Krolewski y col., 1997) . Una de las características principales del proceso patológico es la hiperplasia glomerular, que es una consecuencia del engrosamiento de la membrana basal y la expansión del mesangio debido a la hipertrofia de las células mesangiales en crecimiento detenido y debido a la acumulación de proteínas de la matriz extracelular. Estos eventos, combinados con deficiencias hemodinámicas, inducen esclerosis glomerular, filtración glomerular o un nivel modificado de filtración glomerular y microalbuminuria, conduciendo a una insuficiencia renal grave (Wolf y col., 2000) .

El riesgo para un sujeto diabético de desarrollar nefropatía se evalúa generalmente comprobando la microalbuminuria. Las medidas preventivas o terapéuticas usadas normalmente para retrasar la aparición y/o progresión de la nefropatía diabética incluyen la monitorización de la glucemia, la administración de antihipertensivos, especialmente inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina, la adopción de una dieta baja en proteínas o la administración de hipolipidémicos como estatinas (Rippin y col., 2004) .

Dado su impacto en términos económicos y de salud pública, la identificación de nuevas vías de prevención y tratamiento de las complicaciones microvasculares de la diabetes constituye un reto terapéutico muy importante.

Aunque la base celular y molecular de la patogénesis de la retinopatía diabética y la nefropatía diabética no se ha elucidado por completo, la regulación de la proliferación celular y las interacciones célula-célula y célula-matriz parecen jugar un papel importante. Se han propuesto numerosas hipótesis bioquímicas para explicar los mecanismos involucrados en el desarrollo de las complicaciones microvasculares de la diabetes, especialmente la formación de productos finales de glucación avanzada (AGE, por las siglas en inglés de advanced glycation end products) (Singh y col., 2001) .

Los azúcares reductores como la glucosa reaccionan no enzimáticamente con los grupos amino de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos vía una serie de reacciones que forman bases de Schiff y productos de Amadori, produciendo AGE al final. La glucación, que depende de la concentración de glucosa, se incrementa en la diabetes. Esto sucede preferentemente con proteínas de vida larga expuestas a la glucosa sanguínea, tales como las proteínas de la matriz extracelular o las proteínas circulantes, modificando de este modo su estructura y su función.

Además, los AGE se pueden unir a receptores de membrana para inducir respuestas celulares vía generación de estrés oxidativo (Lal y col., 2002; Schmidt y col., 1994) , la activación del factor nuclear KB (Singh y col., 2001; Schmidt y col., 1994) y la expresión de genes diferentes tales como citoquinas proinflamatorias o moléculas de adhesión (Hofmann y col., 1999; Schmidt y col., 1995) .

Todas estas modificaciones tienen efectos biológicos importantes que pueden explicar muchos de los cambios observados en las complicaciones microvasculares de la diabetes, especialmente el aumento en la permeabilidad vascular, el aumento en la producción y rigidez de la matriz extracelular y el cambio en las interacciones célulamatriz y en el crecimiento celular (Stitt y col., 2003) . De hecho, muchos estudios in vivo e in vitro han sugerido que los AGE están involucrados en el desarrollo de la retinopatía y la nefropatía asociadas a la diabetes (Stitt y col., 2003; Wautier y col., 2001) .

Los gangliósidos son glucoesfingolípidos que están concentrados en microdominios de la membrana plasmática y se caracterizan por la presencia de ácido siálico en su estructura. Las sililaciones sucesivas de la lactosilceramida producen monosialogangliósidos (GM3) , disialogangliósidos (GD3) y trisialogangliósidos (GT3) . Estos gangliósidos se convierten después, por la acción secuencial de glucosiltransferasas y sialiltransferasas, en gangliósidos más complejos, formando las series a, b y c, respectivamente (Van Echten y col., 1993) . Los gangliósidos son conocidos por jugar un papel importante en el reconocimiento célula-célula y célula-matriz mediante la interacción con los receptores de adhesión como las integrinas o las proteínas de la matriz (colágeno y fibronectina) o con otros glucoesfingolípidos. También los gangliósidos, en particular los de serie a, han sido implicados en la regulación de la proliferación celular vía modulación de la actividad de diferentes factores de crecimiento (Hakomori y col., 1990) .

Se ha publicado que los AGE inducen modificaciones en el metabolismo de los glucoesfingolípidos en pericitos y células endoteliales de los microvasos de la retina (Natalizio y col., 2001) . Estos cambios están acompañados especialmente por un aumento en la activación de la GM3 sintetasa (A. Daleme-Natalizio, tesis doctoral en el Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, 8 de febrero de 2002) .

Ahora los inventores han mostrado que los gangliósidos están involucrados en los efectos mediados por AGE que conducen a los procesos patológicos RD y ND. Así, los inventores han demostrado que la inhibición por AGE de la proliferación de los pericitos retinianos y las células mesangiales renales (los dos tipos de células involucradas en la retinopatía diabética y la nefropatía diabética, respectivamente) se basa al menos parcialmente en el aumento de la actividad GM3 sintetasa y en la acumulación de gangliósidos de serie a. Un aumento en la actividad GM3 sintetasa también se ha observado en un modelo de ratón diabético al que se han administrado AGE. Estos resultados identifican a la GM3 sintetasa y a los gangliósidos de serie a como dianas para el tratamiento de las complicaciones microvasculares de la diabetes.

Definiciones La expresión "complicación microvascular de la diabetes" indica una complicación crónica de la diabetes de tipo I o II que se caracteriza por cambios estructurales y funcionales en los microvasos. Estas complicaciones incluyen principalmente la retinopatía diabética, la nefropatía diabética y la neuropatía diabética. La neuropatía periférica afecta a los nervios de las extremidades del cuerpo, siendo una de sus formas más extendidas la pérdida de sensibilidad en los pies. El malestar y el dolor (parestesia e hiperestesia) también son síntomas muy comunes y debilitantes. Esta neuropatía puede causar úlceras en el pie y daños serios de los tejidos, que pueden necesitar amputación.

Dentro del marco de la presente solicitud de patente, la expresión "GM3 sintetasa" indica la enzima lactosilceramida a2, 3-sialiltransferasa (EC 2.4.99.9) , que cataliza la transferencia de un resto de ácido siálico de un dador de ácido siálico al grupo 3-hidroxilo de un resto galactosa de un aceptor de ácido siálico. Preferentemente el dador de ácido siálico es el ácido CMP-N-acetilneuramínico y el aceptor de ácido siálico es un resto galactosa de un glucolípido como la lactosilceramida (LacCer) . La reacción catalizada... [Seguir leyendo]

1. Uso de un inhibidor de la GM3 sintetasa para la fabricación de un fármaco destinado al tratamiento de una complicación microvascular de la diabetes, en el que el inhibidor se selecciona del grupo consistente en ácidos nucleicos antisentido, ribozimas, ARN de interferencia, aptámeros y un anticuerpo monoclonal o policlonal dirigido contra la GM3 sintetasa humana y en el que la complicación microvascular de la diabetes es la nefropatía diabética.

2. Uso según la reivindicación 1 en el que el inhibidor es un inhibidor de la expresión del gen o proteína GM3 sintetasa.

3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 2, en el que el inhibidor es una secuencia de ácido nucleico antisentido que hibrida específicamente con la secuencia SEC ID No. 1 en condiciones muy rigurosas.

4. Uso según la reivindicación 1 en el que el inhibidor es un inhibidor de la actividad GM3 sintetasa.

5. Método in vitro para la selección o identificación de compuestos útiles en el tratamiento y/o prevención de complicaciones microvasculares de la diabetes, en el que se evalúa la capacidad de al menos un compuesto de ensayo para inhibir la actividad GM3 sintetasa, siendo una disminución en el nivel de la actividad GM3 sintetasa indicativa de un compuesto útil en el tratamiento y/o prevención de complicaciones microvasculares de la diabetes y en el que la complicación microvascular de la diabetes es la nefropatía diabética.

6. Método según la reivindicación 5, comprendiendo dicho método de selección etapas que consisten en poner al menos un compuesto de ensayo en contacto con una célula que expresa una GM3 sintetasa y determinar la capacidad de dicho compuesto para inhibir la síntesis intracelular de glangliósidos GM3, siendo una disminución en el nivel de síntesis de gangliósidos GM3 en la célula indicativa de un compuesto útil en el tratamiento y/o prevención de complicaciones microvasculares de la diabetes, en el que la complicación microvascular de la diabetes es la nefropatía diabética.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones de la 5 a la 6, comprendiendo dicho método de selección etapas que consisten en poner al menos un compuesto de ensayo en contacto con una GM3 sintetasa y determinar la capacidad de dicho compuesto para inhibir la transferencia de un resto de ácido siálico de un dador de ácido siálico a un grupo 3-hidroxilo de un resto galactosa de un aceptor de ácido siálico, siendo una disminución en el nivel de actividad de transferencia de ácido siálico indicativa de un compuesto que inhibe la GM3 sintetasa y es útil en el tratamiento y/o prevención de complicaciones microvasculares de la diabetes, en el que la complicación microvascular de la diabetes es la nefropatía diabética.

8. Método según la reivindicación 7, en el que se determina el nivel de transferencia de ácido siálico de CMP-Nacetilneuraminato a lactosilceramida.

9. Método según la reivindicación 7 u 8, en el que el dador y/o aceptor de ácido siálico se marcan de forma detectable.