Composiciones y métodos para uso de anticuerpos contra esclerostina.

Un anticuerpo antiesclerostina que comprende una secuencia de polipéptido de región variable de cadena pesada que comprenof SEQ ID NO:

70 y una secuencia de polipéptidos de región variable de cadena ligera que comprenof SEQ ID NO: 81.

Composiciones y métodos para uso de anticuerpos contra esclerostina

Campo técnico

La presente invención se relaciona con anticuerpos contra la esclerostina y composiciones y métodos para uso para dicho anticuerpos para tratar un trastorno patológico que es mediado por la esclerostina o enfermedades relacionadas con anormalidades óseas tales como osteoporosis.

Antecedentes de la invención El gen SOST codifica la proteína esclerostina la cual es una glicoproteína secretada de 213 aminoácidos. La esclerostina es un miembro de la superfamilia de los factores que contienen el nudo de cistina. La esclerostina se relaciona con la familia de proteínas de DAN/Cerberus, la cual interfiere directamente con la señalización de BMP inhibiendo el enlace de BMP a los receptores y así la cascada de señalización de BMP (Avsian-Kretchmer, Mol Endocrinol 2004, 18 (1) : 1-12) .

La expresión del ARNm de la esclerostina se detecta en humanos adultos predominantemente en hueso y riñones. La proteína esclerostina es detectable predominantemente en hueso. Dentro del hueso su expresión está restringida a las células formadoras de hueso maduras y terminalmente diferenciadas, los osteocitos.

La esclerostina es un regulador negativo potente de la formación de huesos en hombre y ratones. La carencia de la expresión de SOST da lugar a la esclerosteosis (Balemans et al., Hum Mol Genet., 2001, 10 (5) : 537-43; Brunkow et al., Am J Hum Genet, 2001, 68 (3) : 577 -89) . Los pacientes sufren de sobrecrecimiento óseo a lo largo de la vida dando como resultado una densidad mineral y resistencia incrementadas en el hueso. No presentan otras anormalidades endocrinológicas – todas las complicaciones que experimentan durante el tiempo de vida están relacionadas con la acumulación anormal de hueso. Los portadores heterocigóticos para este trastorno recesivo también presentan masa ósea incrementada (Gardner et al., J Clin Endocrinol Metab, 2005, 90 (12) : 6392-5) . Este fenotipo puede ser recapitulado en ratones deficientes en SOST y su sobreexpresión da como resultado la osteopenia. Adicionalmente la enfermedad de Van Buchem [MIM 239100] – una copia fenotípica de la esclerosis – es causada por la regulación equivocada de SOST debido a una limitación genómica de un potenciador óseo de rango largo (Balemans et al., J Med Gene, 2002, 39 (2) : 91-7; Loots et al., Genome Res, 2005, 15 (7) : 928-35) . Finalmente, el SOST es subregulado por la hormona paratiroides -un principio formador de huesos validado clínicamente -durante la formación de huesos sugiriendo que la parte de acción anabólica de PHT podría ser mediada a través de SOST (Keller and Kneissel Bone, 2005, 37 (2) : 148-58) .

La esclerostina se enlaza a la BMP (proteína morfogénica del hueso) y puede actuar como un antagonista de BMP in vitro (Winkler et al., EMBO J., 2003, 22 (23) :6267-76) . La esclerostina también actúa como un regulador negativo de la señalización canoníca de Wnt, bien sea directamente por enlazamiento a LRP5/LRP6 (Li et al. J Biol Chem., 2005, 20; 280 (20) ; Semenov, J Biol Chem. 2006 Oct. 19; van Bezooijen et al. J Bone Miner Res, 2006, Oct 10) , or indirectly (Winkler et al. J Biol Chem., 2005, 28; 280 (4) :2498-502) .

La carencia de expresión de la esclerostina da como resultado una formación alta de hueso, mientras que no se perturba la resorción ósea (escleroteosis, enfermedad de Van Buchem) (Balemans et al., 2001; Brunkow et al., Am J Hum Genet, 2001, 68 (3) : 577-89, Balemans et al., 2006; Loots et al., Genome Res, 2005, 15 (7) : 928-35) .

Pocos de los tratamientos disponibles actualmente para trastornos en el esqueleto pueden incrementar la densidad ósea en adultos, y la mayoría de los tratamientos disponibles actualmente trabajan primariamente inhibiendo adicionalmente la resorción ósea más que estimula la formación de nuevo hueso.

Un ejemplo de medicamento utilizado para tratar la pérdida ósea es el estrógeno. Sin embargo, no es claro si el estrógeno tiene o no efectos beneficiosos a largo plazo. Adicionalmente, el estrógeno puede portar el riesgo de incrementar la prevalencia de diversos tipos de tumores, tales como cáncer de seno y del endometrio. Otras metodologías terapéuticas actuales para la osteoporosis incluyen bifosfonatos (por ejemplo, FosamaxTM, ActonelTM, BonvivaTM, ZometaTM, olpadronato, neridronato, skelid, bonefos) , hormona paratiroide, calcilíticos, calcimiméticos (por ejemplo, cinacalcet) , estatinas, esteroides anabólicos, sales de lantano y estroncio y fluoruro de sodio. Tales terapias, sin embargo, están asociadas frecuentemente con efectos colaterales indeseados.

Resumen de la invención La invención provee <la reivindicación 1>.

Una realización divulgada aquí provee un anticuerpo o una proteína funcional que comprende una porción enlazante a un antígeno de dicho anticuerpo para un objetivo en el polipéptido de la esclerostina (SEQ ID NO: 155) , caracterizado porque el anticuerpo o la proteína funcional se enlaza específicamente al polipéptido de la esclerostina y puede incrementar al menos uno entre formación de huesos, densidad mineral de huesos, contenido mineral de huesos, masa ósea, calidad del hueso y resistencia del hueso en un mamífero.

En una realización, los anticuerpos divulgados tienen la capacidad de reversar la inhibición de la esclerostina de la mineralización de un hueso in vitro. En una realización relacionada, tienen la capacidad de reversar la inhibición de la esclerostina de la ruta de señalización mediada por wnt-1. En otra realización relacionada, perturban el enlazamiento de LRP6 de la esclerostina y pueden bloquear el efecto inhibidor que la esclerostina tiene a altas dosis sobre la fosforilación de Smad1 inducida por BMP. En otra realización, los anticuerpos divulgados se enlazan a una región de la esclerostina entre los aminoácidos 112 y 126 inclusive (esto es, dicha región consiste de aminoácidos 112 a 126 of SEQ ID NO: 155) of SEQ ID NO:155 y/o la región entre los aminoácidos 160-174 inclusive (esto es, dicha región consiste de aminoácidos 160 a 174 of SEQ ID NO: 155) of SEQ ID NO: 155, y más específicamente, se enlazan a una región que comprende tanto ARLLPNAIGRGKWWR (SEQ ID NO 156) y RLVASCKCKRLTRFH (SEQ ID NO 157) .

La esclerostina inhibe la activación mediada por wnt1 de STF (supertopftash, lectura informadora para la señalización canónica de wnt) en células HEK293. En algunas realizaciones, los anticuerpos divulgados restauran la lectura del informador de señalización de wnt de una forma altamente reproducible.

El efecto inhibidor observado de los anticuerpos divulgados sobre la acción de la esclerostina en la prueba del informador de señalización de wnt en células no osteoblásticas ha demostrado traducirse en la inducción de respuestas de formación ósea debidas a la inhibición de la esclerostina in vivo. En efecto, los experimentos in vivo en roedores de edad muestran que los anticuerpos de acuerdo con la invención promueven un anabolismo óseo fuerte. El incremento de masa ósea alcanzó el nivel de efecto de tratamiento intermitente diario con dosis anabólicas extremadamente altas de la hormona paratiroides (la cual fue utilizada como un control positivo) .

Por lo tanto, de acuerdo con otra realización preferida, los anticuerpos divulgados tienen afinidades con la esclerostina en el rango de pM bajo e inhiben el impacto de la esclerostina en la señalización de wnt con un IC50 de alrededor de 10 nM.

Mas preferiblemente, en otra realización preferida, los anticuerpos divulgados se enlazan a una región de la esclerostina comprendida entre los aminoácidos 112 y 126 inclusive (esto es, dicha región consiste de loa aminoácidos 112 a 126 of SEQ ID NO: 155) y entre los aminoácidos 160 y 174 inclusive (esto es dicha región consiste de los aminoácidos 160 a 174 of SEQ ID NO: 155) of SEQ ID NO: 155, y más específicamente una región que superpone al menos los siguientes péptidos ARLLPNAIGRGKWWR (SEQ ID NO: 156) y RLVASCKCKRLTRFH (SEQ ID NO:157) , respectivamente, y tienen afinidades con la esclerostina en el rango de pM bajo e inhiben el impacto de la esclerostina sobre la señalización de wnt con un IC50 de alrededor de 10 nM. Tales anticuerpos tienen la capacidad de incrementar la masa ósea en el esqueleto axial y apendicular de un modelo animal de ratón en el nivel efectivo de tratamiento subcutáneo diario con una dosis anabólica estimadamente alta de hormona paratiroides (control positivo) y son por lo tanto útiles en el tratamiento de enfermedades relacionadas con anormalidades óseas tales como osteoporosis.

Realizaciones adicionales incluyen composiciones que comprenden los anticuerpos de la invención en combinación con... [Seguir leyendo]

1. Un anticuerpo antiesclerostina que comprende una secuencia de polipéptido de región variable de cadena pesada que comprenof SEQ ID NO: 70 y una secuencia de polipéptidos de región variable de cadena ligera que comprenof SEQ ID NO: 81.

2. El anticuerpo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una secuencia de aminoácidos de cadena pesada de longitud completa que comprenof SEQ ID NO: 114.

3. El anticuerpo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que comprende una secuencia de aminoácidos de cadena ligera de longitud completa que comprenof SEQ ID NO: 125.

4. Un anticuerpo que comprende la secuencia de cadena pesada of SEQ ID NO: 114 y la secuencia de cadena ligera of SEQ ID NO: 125.

5. El anticuerpo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, para uso como medicamento.

6. Uso de un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, en la manufactura de un medicamento para el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

7. Un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, para uso en el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

8. Una composición farmacéutica que comprende un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4.

9. La composición farmacéutica de la reivindicación 8, en combinación con uno o más de un excipiente, diluyente o vehículo farmacéuticamente aceptables.

10. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, que comprende adicionalmente otros ingredientes activos.

11. La composición farmacéutica de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, que comprende adicionalmente al menos otro agente antiinflamatorio o antiosteoporótico.

12. Una secuencia de polinucleótidos aislada que codifica el anticuerpo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4.

13. Un vector de clonación o expresión que comprende una o más secuencias de polinucleótidos de acuerdo con la reivindicación 12.

14. Un vector de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el vector comprende al menos una secuencia de ácidos nucleicos seleccionada del grupo consistente of SEQ ID NOs: 136 y 147.

15. Una célula anfitriona que comprende uno o más vectores de clonación o expresión de acuerdo con las reivindicaciones 13 – 14.

16. Un proceso para la producción de un anticuerpo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, que comprende cultivar la célula anfitriona de la reivindicación 15 y aislar dicho anticuerpo.

17. Un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 o una composición farmacéutica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 – 11 para uso en el tratamiento o profilaxis de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

18. Un kit de diagnostico que comprende un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4.

19. Un método in vitro para identificar una célula o tejido que expresan esclerostina, comprendiendo el método poner en contacto dicha célula o tejido con un anticuerpo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, en donde dicho anticuerpo comprende un marcador detectable, tal como un marcador radioactivo, fluorescente, magnético, paramagnético o quimioluminiscente.

20. Uso de un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 y (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos en la manufactura de un medicamento para el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

21. Uso de un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 en la manufactura de un medicamento para el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el medicamento se utiliza en conjunción con (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

22. Uso de (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos, en la manufactura de un medicamento para el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el medicamento es usado en conjunción con un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, y en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

23. Uso de un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 en la manufactura de un medicamento para el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el paciente ha recibido la preadministración de (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos, y en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

24. Uso de (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos, en la manufactura de un medicamento para el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el paciente ha recibido la preadministración de un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, y en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

25. Un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 y (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tal como calcilíticos para uso en el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

26. Un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 usado en conjunción con (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos para uso en el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

27. Un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4 para uso en el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina o que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el paciente ha recibido la preadministración de (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o (vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos, en donde el trastorno es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, fracturas y curación de implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

28. (i) ácido zoledrónico, (ii) un anticuerpo anti-DKK1, (iii) alendronato, (iv) un anticuerpo anti-LRP4, (v) hPTH y/o

(vi) agentes de liberación de hormona paratiroide tales como calcilíticos para uso en el tratamiento de un trastorno patológico que es mediado por esclerostina y que está asociado con un nivel incrementado de esclerostina, en donde el paciente ha recibido la preadministración de un anticuerpo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, y en donde el trastorno patológico es al menos uno de osteoporosis primaria y secundaria, osteopenia, osteomalacia, osteogénesis imperfecta, necrosis avascular también conocida como osteonecrosis, curación de fracturas e implantes incluyendo implantes dentales e implantes de cadera, pérdida de hueso debida a otros trastornos tales como pérdida de hueso asociada con infección por VIH, cánceres o artritis.

29. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20 – 28 en donde el hPTH es hPTH (1 – 34) .