Folistatina para su utilización en un tratamiento médico de un paciente humano de una patología en la que la mineralización es ventajosa para la fisiología de dicho paciente humano y/o en un método de tratamiento médico para estimular la curación ósea,

la formación ósea y/o para tratar la osteoporosis en un paciente humano.

Métodos para controlar la mineralización de la matriz extracelular, métodos terapéuticos basados en los mismos y medicamentos para la utilización en los mismos.

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a compuestos biológicamente activos para su utilización en métodos de tratamiento y a medicamentos para su utilización en dichos métodos de tratamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La osteoporosis es una enfermedad en que se reducen la densidad y la calidad del hueso, conduciendo a una debilidad del esqueleto y un mayor riesgo de fractura, de manera particular de la columna vertebral, muñeca, cadera, pelvis y brazo. La osteoporosis y las fracturas asociadas son una causa importante de mortalidad y morbidez. La calidad del hueso es una característica crucial en la osteoporosis, y los osteoblastos juegan un papel principal como las células formadoras de hueso y la dirección de la resorción ósea por los osteoclastos. Los osteoblastos tienen un origen mesenquimal y la diferenciación de células madre mesenquimales en un linaje osteoblástico está regulada por muchos factores endocrinos, paracrinos y autocrinos. Durante la formación de los huesos los osteoblastos producen una matriz extracelular orgánica (ECM) u osteoide (la matriz inmadura antes de la mineralización) , que está compuesta principalmente de colágeno de tipo I y proteínas no colagenosas. A continuación, esta ECM se mineraliza, mediante la deposición en la misma de fosfatos de calcio, para formar espículas óseas. El inicio de la mineralización ósea, u osificación, requiere la precipitación y unión de los cristales de fosfato de calcio, en particular de hidroxiapatita (Ca10 (PO4) 6 (OH) 2) , a la ECM.

Este proceso de mineralización no es único para las células óseas. También tiene lugar en condrocitos hipertróficos como parte de la formación de huesos endocondrales durante el crecimiento. Además, en afecciones patológicas de calcificación vascular, se cree que la mineralización de la ECM de células vasculares de músculo liso (VSCM) está implicada en la calcificación vascular, así como en la calcificación de cartílago articular que tiene lugar con el envejecimiento, enfermedades degenerativas de las articulaciones (por ejemplo, osteoartritis) y diversos trastornos metabólicos y genéticos. De este modo, la mineralización de la ECM es un proceso fisiológico en el hueso y un proceso patológico en tejidos blandos.

La mineralización ósea, y en particular su regulación, es un proceso complicado controlado por muchos factores que incluyen concentraciones de calcio y fosfato en suero, hormonas, enzimas y la estructura de la ECM. La organización macromolecular de colágeno de tipo I es un factor que facilita la mineralización ósea. Inicialmente, se deposita fosfato de calcio en los huecos de las fibrillas de colágeno y, posteriormente, rellena los poros y el resto del espacio en las fibrillas de colágeno.

La calcificación vascular, y en particular la calcificación arterial, se ha considerado durante mucho tiempo como un proceso pasivo que implica el centro necrótico de la placa que sirve como centro nucleante para la deposición de mineral fosfato de calcio. El reciente conocimiento científico ha desafiado esta hipótesis en que las aberraciones genéticas de un conjunto de moléculas de la matriz celular (ECM) , que incluyen la proteína Gla de la matriz y osteoprotegerina, dan lugar a una calcificación arterial espontánea, lo cual indica que como la mineralización ósea, la calcificación arterial es un proceso regulado de manera delicada.

Es evidente que se desea la posibilidad de controlar el proceso de mineralización de la ECM, tanto en la dirección de inducir la mineralización como en el caso de la osteoporosis y la curación de fracturas, como en el caso de reducir o prevenir la mineralización como en el caso de la calcificación vascular, en particular la calcificación aterosclerótica y la calcificación de cartílago.

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer métodos para seleccionar agentes terapéuticos candidatos para controlar la mineralización de una matriz extracelular en un tejido de un paciente, de manera preferente en un mamífero, de la forma más preferente un humano. Otro objetivo de la presente invención es dar a conocer métodos para controlar la mineralización de la ECM en tejido blando de un mamífero, de manera preferente un humano, en particular en relación con la calcificación patológica de cartílago y vasos sanguíneos, tal como la mineralización de la ECM producida por VSCM y la aterosclerosis. Es otro objetivo de la presente invención dar a conocer métodos de control, por un lado, mediante la disposición de posibilidades para estimular la mineralización y, por otro lado, mediante la disposición de posibilidades para reducir o prevenir la mineralización. Es un objetivo adicional dar a conocer composiciones farmacéuticas y medicamentos para utilizar en dichos métodos.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

En el presente documento se describe un método para seleccionar un agente terapéutico candidato para controlar la mineralización de una matriz extracelular en tejido de un paciente, comprendiendo dicho método las etapas de:

a) exponer una célula de dicho tejido que produce una matriz extracelular a un compuesto de prueba bajo condiciones que ayudan en la formación de la matriz extracelular y la maduración de la matriz;

b) determinar la expresión en dicha célula, como mínimo, de un gen en respuesta a dicha exposición, en el que dicho gen se selecciona del grupo A que comprende genes que codifican la trombospondina 1; colágeno de tipo V alfa 1; colágeno de tipo XVI alfa 1; colágeno de tipo VIII alfa 2; repetición de la triple hélice de colágeno que contiene 1; hialuronano y proteína 1 de unión a proteoglicanos; proteoglicano 2 de sulfato de condroitina (versicano) ; proteína 2 de unión al factor beta de crecimiento transformante latente; biglicano; metalopeptidasa 2 de matriz; periostina, factor específico de osteoblasto; fibulina 5; SPOCK1, Sparc/osteonectina, cwcv y proteoglicanos de dominios de tipo kazal (testicano) ; y metalopeptidasa ADAM con motivo de trombospondina de tipo 1; y/o

- grupo B que comprende los genes que codifican el antígeno CD248, endosialina; agente de interfase 2 de microfibrillas de elastina; matrilina 2; distrobrevina, alfa; colágeno, tipo IV, alfa 6; nidógeno 2 (osteonidógeno) ; papilina, glicoproteína sulfatada de tipo proteoglicano; familia 3 de dominio de lectinas de tipo C, miembro B; colágeno tipo V, alfa 3; e inhibidor 4 de metalopeptidasa TIMP; y

c) seleccionar dicho compuesto de prueba como agente terapéutico candidato para el control de la mineralización de una matriz extracelular en un tejido de un individuo en caso de que la expresión de dicho, como mínimo, un gen en dicha célula esté regulada como un resultado directo de dicha exposición.

La etapa de exposición de una célula productora de la matriz extracelular del tejido a un compuesto de prueba se realiza durante un periodo de tiempo que es eficaz para ejercer una respuesta (es decir, desde unas horas a varios días o más) sobre la expresión génica celular. Dado que el repertorio genético de la célula también está influido por otras condiciones externas, la célula debe colocarse bajo condiciones que ayudan en la formación de la matriz extracelular y la maduración de la matriz en presencia del compuesto de prueba.

La etapa de determinación de la expresión en la célula, como mínimo, de un gen pueden comprender de manera adecuada la determinación del nivel de expresión de dos genes, de manera más preferente 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ó 24 genes seleccionados del grupo A y B tal como se han definido anteriormente. De manera más preferente, se determina un incremento o descenso en el nivel de expresión, como mínimo, de un gen del grupo A en combinación con un descenso o incremento concomitante (es decir, inverso) en el nivel de expresión, como mínimo, de un gen del grupo B. En la realización más preferente, se determina un incremento o descenso en el nivel de expresión de esencialmente todos los genes del grupo A en combinación con un descenso o incremento concomitante en el nivel de expresión de esencialmente todos los genes del grupo B. De este modo, de la manera más preferente, la expresión relativa de los genes del grupo A se termina... [Seguir leyendo]

1. Folistatina para su utilización en un tratamiento médico de un paciente humano de una patología en la que la

mineralización es ventajosa para la fisiología de dicho paciente humano y/o en un método de tratamiento médico 5 para estimular la curación ósea, la formación ósea y/o para tratar la osteoporosis en un paciente humano.

2. Folistatina para su utilización, según la reivindicación 1, en la que la folistatina se formula con un portador farmacéuticamente aceptable.

3. Folistatina para su utilización, según la reivindicación 1, en la que dicha utilización comprende la administración parenteral, intravenosa, intraperitoneal o intracapsular de dicha folistatina.

4. Folistatina para su utilización, según la reivindicación 1, en la que dicha utilización comprende la impregnación de

implantes quirúrgicos. 15

5. Folistatina para su utilización, según la reivindicación 4, en la que dicho material de implante puede formar o comprender una matriz de liberación lenta capaz de liberar el compuesto durante un periodo de tiempo en una localización predeterminada.

6. Folistatina para su utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha utilización comprende la administración de una dosis diaria de folistatina en el intervalo de 0, 01-1000 μg/kg de peso corporal.

7. Folistatina para su utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha utilización

comprende la administración de una dosis elegida de manera que las concentraciones locales están entre 50 y 500 25 ng/ml.

8. Utilización de folistatina en un método no terapéutico in vitro para la producción sintética de huesos en cultivos celulares humanos y la osificación en la ingeniería de tejidos a efectos de aumentar la formación ósea en un andamio orgánico o inorgánico, o una combinación de los mismos.