Neurregulina en el tratamiento de enfermedades cardiacas.

El uso de un dominio EGF de neurregulina en solitario para la preparación de un medicamento para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca en un mamífero,

donde dicho dominio EGF de neurregulina en solitario activa las proteínas tirosina quinasas heterodiméricas ErbB2/ErbB4 o ErbB2/ErbB3.

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Neurregulina en el tratamiento de enfermedades cardiacas.

Campo Técnico

Esta invención se refiere a polipéptidos que afectan a la diferenciación de las células del miocardio y a la organización de las unidades contráctiles del músculo cardíaco, al análisis para identificar tales polipéptidos, y a los métodos para mejorar la función cardíaca por medio de la administración de tales polipéptidos a pacientes con enfermedades cardíacas.

Antecedentes de la Invención

La insuficiencia cardíaca afecta al 1, 5% de la población, aproximadamente tres millones de Estadounidenses, desarrollándose a un ritmo de aproximadamente 400.000 nuevos casos por año en los Estados Unidos. La terapia actual para la insuficiencia cardíaca está dirigida principalmente al uso de inhibidores de la enzima conversora de angiotensina (ACE en sus siglas en inglés) y de diuréticos. Los inhibidores de ACE parecen ralentizar el progreso hasta la insuficiencia cardíaca terminal; no obstante, no logran aliviar los síntomas en más de 60% de los pacientes con insuficiencia cardíaca y reducen la mortalidad de la insuficiencia cardíaca aproximadamente en 15-20%. El transplante de corazón está limitado por la disponibilidad de donantes de corazón. Con la excepción de la digoxina, la administración crónica de agentes inotrópicos positivos no ha dado como resultado un fármaco útil sin efectos secundarios, que incluyen un aumento de las arritmias, o muerta súbita. Estas carencias en la terapia actual sugieren la necesidad de enfoques terapéuticos adicionales.

El crecimiento de las células del músculo cardíaco cambia de proliferación a hipertrofia durante el desarrollo del corazón. El primer proceso se caracteriza por un incremento en el número de células del músculo cardíaco, y el último por un incremento en el tamaño de las células sin síntesis de ADN ni división celular. Este cambio está asociado con una diferenciación terminal de las células del músculo cardíaco y se produce gradualmente durante el desarrollo del corazón, empezando durante las últimas fases embrionarias y terminando unas pocas semanas después del nacimiento. Durante este período, la expresión génica, concretamente la que afecta al ciclo y la señalización celular es reprogramada. Por ejemplo, la expresión de numerosas proteínas tirosina quinasas receptoras y otros componentes del ciclo celular disminuye. El fenotipo celular también cambia ya que las adherencias célula a célula y las proteínas contráctiles están más organizadas en las células del miocardio diferenciadas terminales.

La hipertrofia cardiaca en adultos es una importante respuesta fisiológica adaptativa al incremento de las demandas de trabajo del corazón o después de una variedad de estímulos patológicos que conducen a lesión cardiaca. Las células hipertróficas normales tienen un gran tamaño con unidades contráctiles incrementadas y bien organizadas, así como fuertes adherencias célula a célula. Aunque las células hipertróficas patológicamente también tienen un gran tamaño y una acumulación de proteínas, a menudo presentan desorganización de las proteínas contráctiles (desorden de estructuras sarcoméricas) y adherencias célula a célula escasas (desorden de miofibras) ) . De este modo, la hipertrofia patológica, el incremento en el tamaño y la acumulación de proteínas contráctiles están asociadas con un ensamblaje desorganizado de estructuras sarcoméricas y una carencia de interacciones célula a célula robustas (Braunwald (1994) en Pathphysiology of Heart Failure, (Braunwald, ed.) ; Saunsers, Philadelphia; Vol. 14, págs. 393-402) .

El desorden de las miofibras y los sarcómeros son rasgos importantes de la cardiomiopatía. El primero es un trastorno de la asociación célula a célula, y el último es una desorganización de las proteínas contráctiles del músculo cardíaco. Éstos están influenciados por señales celulares específicas. De este modo, numerosas señales, como los factores de crecimiento y las hormonas, alteran la adherencia celular y la estructura sarcomérica. Sin estos estímulos, los cardiomiocitos presentan desorden de las estructuras del citoesqueleto y sarcoméricas, así como disociación de las interacciones célula a célula. Como la diferenciación de las células del músculo cardíaco está íntimamente asociada con la remodelación de las células cardíacas, la adherencia y las organizaciones de las proteínas contráctiles, los factores que estimulan la diferenciación de las células del miocardio pueden ser críticos para potenciar el ensamblaje de estructuras sarcoméricas de las células de la musculatura cardíaca adulta.

Los estudios en un sistema modelo in vitro de células de la musculatura cardíaca han conducido a la identificación de numerosos estímulos mecánicos, hormonales, de factores de crecimiento, y patológicos que pueden activar varios rasgos fenotípicos independientes de la hipertrofia cardíaca (Chien et al. (1991) FASEB J. 5:3037-3046; Zhou et al., (1995) PNAS. USA, 92:7391-7395) . En la actualidad, existen al menos tres rutas de transducción de señales, que involucran a efectores aguas abajo dependientes de proteínas ras-, rho-y Gq implicados en la activación de rasgos de la respuesta hipertrófica en estos sistemas modelo in vitro. Si bien se ha progresado mucho en la revelación de las rutas de señalización que activan la respuesta hipertrófica de las células del músculo ventricular, se sabe relativamente poco sobre los mecanismos que estimulan específicamente la diferenciación terminal de las células del músculo cardíaco y el ensamblaje asociado con la diferenciación terminal de las proteínas contráctiles. Los compuestos que podrían influir en estos procesos pueden formar una nueva clase principal de agentes terapéuticos para el tratamiento de una variedad de enfermedades cardíacas.

Las neurregulinas, una familia de factores de crecimiento de tipo EGF, activan las tirosina quinasas receptoras ErbB que pertenecen a la superfamilia de receptores de EGF, y están implicadas en un conjunto de respuestas biológicas: la estimulación de la diferenciación de las células de cáncer de mama y la secreción de proteínas de la leche; la inducción de la diferenciación de células de la cresta neural en células de Schwann; la estimulación de la síntesis de las células del músculo esquelético de los receptores de acetilcolina; y, la promoción de la supervivencia de las células del miocardio y la síntesis de ADN. Los estudios in vivo que tienen como objetivo el gen de la neurregulina en embriones de ratón homocigotos con graves defectos en la formación de trabéculas ventriculares y el desarrollo de ganglios de la raíz dorsal indican que la neurregulina es esencial para el desarrollo del corazón y neural. Sin embargo, la información sobre cómo controla la neurregulina la diferenciación celular y sus rutas de señalización aguas abajo es limitada.

Dentro del corazón, la neurregulina y los receptores ErbB son expresados respectivamente en el recubrimiento endocárdico y la capa de músculo cardíaco en las fases tempranas del desarrollo. Puesto que estas dos capas están ampliamente separadas, el ligando de neurregulina debe atravesar el espacio entre las dos capas celulares para activar sus receptores ErbB cognados. La activación de estos receptores en las células del miocardio es necesaria para promover el crecimiento de las células del músculo o la migración hacia el endocardio, que da como resultado la formación de estructuras de tipo dedo (trabéculas ventriculares) entre estas dos capas. No está claro si previamente la neurregulina estimula la diferenciación de las células del miocardio.

El autor de la presente invención has descubierto ahora que la neurregulina y/o su acción celular pueden ser adecuadas para su uso en la detección, diagnosis y tratamiento de enfermedades del corazón. Por otra parte, el autor de la presente invención cree que los efectos beneficiosos potenciales de la neurregulina y/o su acción celular pueden ser específicos para las células de la musculatura del corazón y no necesariamente aplicables a las células de la musculatura esquelética o lisa puesto que 1) la musculatura del corazón, esquelética y lisa son distintas tanto embriológicamente como funcionalmente; 2) los factores implicados en el crecimiento y la diferenciación de la musculatura esquelética, tales como MyoD, juegan un papel pequeño o nulo en el crecimiento y la diferenciación de la musculatura cardíaca; 3) la inactivación de los genes para... [Seguir leyendo]

1. El uso de un dominio EGF de neurregulina en solitario para la preparación de un medicamento para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca en un mamífero, donde dicho dominio EGF de neurregulina en solitario activa las proteínas tirosina quinasas heterodiméricas ErbB2/ErbB4 o ErbB2/ErbB3.

5 2. El uso de la reivindicación 1, donde el dominio EGF de neurregulina es el dominio EGF de la isoforma β2 de la neurregulina humana.

3. El uso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la insuficiencia cardíaca se caracteriza por la disociación de la adherencia célula a célula y/o el desorden de la estructura sarcomérica de la musculatura cardíaca en el mamífero.

10 4. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la insuficiencia cardíaca está causada por un factor isquémico, congénito, reumático, idiopático o viral, o por el tratamiento con un fármaco.

5. El uso de la reivindicación 4, donde el fármaco es acetato de fludrocortisona o herceptina.

6. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el medicamento comprende adicionalmente un vehículo, excipiente o estabilizante farmacéuticamente aceptable.

15 7. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el medicamento se preparara para su administración combinado con una cantidad eficaz de un inhibidor de la enzima conversora de angiotensina (ACE) o un agente para el tratamiento de la hipertensión.

8. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el medicamento es adecuado para la administración

oral, el uso en un sistema de liberación sostenida, la inyección o la infusión, o la administración por medio de un 20 adenovirus o un virus adenoasociado.

9. El uso de la reivindicación 8, donde la inyección o la infusión se selecciona del grupo que consiste en la inyección

o infusión intravenosa, intraperitoneal, intracerebral, intramuscular, intraocular, intraarterial e intralesional.

10. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el mamífero es un ser humano.