Método y composición para proteger el tejido neuronal de lesiones inducidas por niveles de glutamato elevados.

Glutamato piruvato transaminasa (GPT) y piruvato para su uso en el tratamiento de una dolencia médica asociadacon niveles de glutamato extracelular elevados en el cerebro seleccionada del grupo constituido por anoxia cerebral,

isquemia cerebral, ictus, lesión cerebral perinatal, lesión cerebral traumática, meningitis bacteriana, hemorragiasubaracnoidea, migraña, estrés, choque hemorrágico, epilepsia, insuficiencia hepática aguda, glaucoma, VIH,demencia, esclerosis lateral amiotrófica (ELA), dolencias espásticas, cirugía a corazón abierto, cirugía de aneurisma,injerto con derivación en la arteria coronaria y enfermedad de Alzheimer y donde dicha GPT se formula para suadministración parenteral.

Método y composición para proteger el tejido neuronal de lesiones inducidas por niveles de glutamato elevados La presente invención se refiere a la glutamato piruvato transaminasa (GPT) y al piruvato para su uso en el tratamiento de una dolencia médica de acuerdo con la reivindicación 1, a la glutamato oxaloacetato transaminasa (GOT) para su uso en el tratamiento de una dolencia médica de acuerdo con la reivindicación 2, un artículo de fabricación de acuerdo con la reivindicación 4.

La presente divulgación se refiere a un método y composición para proteger el sistema nervioso central (SNC) de lesiones inducidas por niveles de glutamato anómalos, que pueden resultar de, por ejemplo, un ictus.

El sistema nervioso central se compone de miles de millones de células nerviosas (neuronas) que forman redes capaces de llevar a cabo funciones extraordinariamente complejas.

El aminoácido ácido L-glutámico (glutamato) media en muchas de las transacciones de excitación entre neuronas en el sistema nervioso central. En condiciones normales, la acumulación de glutamato en el espacio celular se evita mediante la operación de un mecanismo de recirculación que sirve para mantener los niveles neuronales de glutamato a pesar de la pérdida continua debida a la liberación de transmisores (Van der Berg y Garfinkel, 1971;

Kennedy y col., 1974) . El glutamato, liberado por las neuronas glutamatérgicas, se captura por las células gliales donde se convierte en glutamina mediante la enzima glutamino sintetasa. La glutamina vuelve a entrar en las neuronas y se hidroliza mediante la glutaminasa para formar glutamato, recuperando de esta forma el nivel de neurotransmisor.

Esta ruta bioquímica sirve también como mecanismo neuroprotector endógeno, que actúa al eliminar el glutamato liberado sinápticamente del espacio extracelular y convirtiéndolo en el aminoácido no tóxico glutamina antes de que aparezca toxicidad. El potencial excitotóxico del glutamato (es decir, definido como la capacidad del glutamato en exceso para sobreexcitar neuronas y ocasionar su muerte) se mantiene controlado siempre que el proceso de transporte funcione correctamente. Sin embargo, el fallo o la reducción en el proceso de transporte, como el que acontece en dolencias isquémicas, da como resultado la acumulación de glutamato en el fluido sináptico extracelular y una excesiva estimulación de los receptores de excitación, una situación que lleva a la muerte neuronal.

Dos factores adicionales complican y empeoran las cosas: (i) las neuronas sobreestimuladas comienzan a liberar cantidades excesivas de glutamato en las uniones sinápticas adicionales; esto hace que más neuronas queden sobreestimuladas, llevándolas a una cascada neurotóxica que va más allá de la zona inicial de isquemia; y, (ii) las neuronas sobreestimuladas comienzan a utilizar todo el suministro disponible de glucosa u oxígeno incluso más rápido de lo normal, lo que conduce a un agotamiento acelerado de estos recursos energéticos limitados y a un desequilibrio adicional del proceso de transporte de glutamato. Esta cascada biológica de inducción y progresión puede continuar durante horas o días y produce la muerte neuronal retardada.

Los niveles anormalmente elevados de glutamato (Glutamato) en el fluido intersticial del cerebro y en el fluido cerebroespinal son los hitos de varias dolencias neurodegenerativas. Entre estas se incluyen anoxia/isquemia cerebral aguda, es decir, ictus (Graham y col., 1993; Castillo y col., 1996) , lesión cerebral perinatal (Hagberg y col., 1993; Johnston, 1997) , lesión cerebral traumática (Baker y col., 1993; Zauner y col., 1996) , meningitis bacteriana 45 (Spranger y col, 1996) , hemorragia subaracnoidea, cirugía a corazón abierto y de aneurisma (Persson y col., 1996; Saveland y col., 1996) , choque hemorrágico (Mongan y col. 1999, 2001) , epilepsia recientemente diagnosticada (Kalviainen y col., 1993) , insuficiencia hepática aguda (Rose y col. 2000) , migraña [Martinez F, Castillo J, Rodriguez JR, Leira R, Noya M, Cephalalgia. 1993 Abr;13 (2) :89-93], estrés [Abraham I, Juhasz G, Kekesi KA, Kovacs KJ, Stress. 1998 Jul;2 (3) :171-81 y De Cristobal J, Madrigal JL, Lizasoain I, Lorenzo P, Leza JC, Moro MA, Neuroreport.

2002 Feb 11; 13 (2) :217-21] y diferentes enfermedades neurodegenerativas crónicas tales como glaucoma (Dreyer y col., 1996) , esclerosis lateral amiotrófica (Rothstein y col., 1990; Shaw y col., 1995) , demencia producida por VIH (Ferrarese y col. 2001) y enfermedad de Alzheimer (Pomara y col., 1992) . MATTHEWS CHRISTOPHER C y col notifican que la degradación enzimática protege a las neuronas de la excitotoxicidad debida al glutamato, JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY, vol. 75, nº 3, septiembre de 2000, páginas 1045-1052.

Jiang y col, Society for Neuroscience Abstracts vol. 26, N 1-2, 2000, páginas del resumen N°136, 17 divulgan que glutamato es un mediador principal en la neurotoxicidad de macrófagos humanos inmunocompetentes infectados por VIH.

DI Giorgio, R.M. y col, Italien journal of biochemistr y , vol.34, nº 1, 1985, páginas 19-28 se refieren a los sistemas gabaérgicos en regiones cerebrales de ratas con lesión debida a glutamato.

Engelhardt, P. Avenarius H.J., Medizinische Klinik, Munich, vol.71, nº 17, 1976, páginas 699-702 se refiere al valor diagnóstico de la determinación de enzimas en el líquido cerebroespinal.

El documento WO 99/21565 se refiere a un suplemento nutricional para las insuficiencias metabólicas del cerebro.

De este modo, un objeto del tratamiento médico es romper o eliminar el proceso de cascada anteriormente descrito y evitar de este modo la lesión neuronal asociada al glutamato.

Puesto que la excitotoxicidad debida al glutamato está mediada por los receptores del glutamato, se ha desarrollado una potencial hipótesis terapéutica que aplica varios antagonistas selectivos del receptor del glutamato en modelos animales de neurodegeneración. Mediante la presentación de potentes efectos neuroprotectores en ictus y traumatismos de cabeza experimentales, los antagonistas del receptor del glutamato fracasaron en ensayos clínicos principalmente debido a sus efectos adversos o incluso letales (Birmingham, 2002; Lutsep y Clark, 2001; Palmer, 2001) .

Se han realizado intentos también de aumentar la actividad de los diferentes transportadores de glutamato, presentes en la glía y en las neuronas, que capturan el glutamato del líquido intersticial cerebral y limitan de esta forma la acción de excitación y la excitotoxicidad debidas al glutamato. Sin embargo, ninguna de las hipótesis anteriormente descritas ha tenido éxito en proporcionar una solución terapéutica viable para disminuir los niveles de glutamato.

A la luz de estos fracasos y la necesidad de soluciones alternativas para el tratamiento de trastornos neurodegenerativos que implican excitotoxicidad debida al glutamato, el presente inventor ha teorizado que el exceso de glutamato en el líquido intersticial cerebral (LIC) y en el líquido cerebroespinal (LCS) se podría eliminar aumentando el mecanismo de salida del glutamato desde el cerebro hacia la sangre, relativamente poco estudiado. El aumento de la salida se puede conseguir disminuyendo los niveles de glutamato en sangre aumentando de esta forma el transporte del glutamato desde el LIC/LCS del cerebro hasta la sangre.

Al llevar a la práctica la presente invención, el presente inventor ha descubierto que activando al máximo dos enzimas, la, glutamato-piruvato transaminasa (GPT) y la glutamato-oxaloacetato transaminasa (GOT) , aumenta la degradación de glutamato en la sangre. Estas dos enzimas son dos ejemplos de un grupo más amplio de enzimas que utilizan glutamato como sustrato en la fórmula general:

A + GLUTAMATO < (enzima) -C + D donde A representa el cosustrato, < (enzima) -simboliza una enzima y C y D son metabolitos de la enzima. Los ejemplos ilustrados por la fórmula incluyen: glutamato + oxaloacetato < (GOT) -2-cetoglutarato + aspartato, glutamato + piruvato < (GPT) -2-ceto-glutarato + alanina o Glutamato + 4-metil-2-oxopentoato < ( transaminasa de aminoácido ramificado) -2-cetoglutarato + Valina.

Los ejemplos de los diferentes sustratos que actúan con la misma enzima incluyen:

Glutamato + ácido 2-oxohexanodioco < (GOT) -2-cetoglutarato + ácido 2-aminohexanedioico. Glutamato + ácido 2-oxo-3-fenilpropiónico < (GOT) -2-ceto-glutarato + fenilalanina. Glutamato + ácido 3-hidroxi-2

oxopropiónicoo < (GOT) -2-ceto-glutarato + serina. Glutamato + 5-oxopentanoato < (GPT) -2-ceto-glutarato + 5-aminopentanoato. Glutamato + 4-oxobutanoato < (GPT) -2-ceto-glutarato + 4-aminobutanoato. Glutamato + glioxolato < (GPT) -2-ceto-glutarato... [Seguir leyendo]

1. Glutamato piruvato transaminasa (GPT) y piruvato para su uso en el tratamiento de una dolencia médica asociada con niveles de glutamato extracelular elevados en el cerebro seleccionada del grupo constituido por anoxia cerebral,

isquemia cerebral, ictus, lesión cerebral perinatal, lesión cerebral traumática, meningitis bacteriana, hemorragia subaracnoidea, migraña, estrés, choque hemorrágico, epilepsia, insuficiencia hepática aguda, glaucoma, VIH, demencia, esclerosis lateral amiotrófica (ELA) , dolencias espásticas, cirugía a corazón abierto, cirugía de aneurisma, injerto con derivación en la arteria coronaria y enfermedad de Alzheimer y donde dicha GPT se formula para su administración parenteral.

2. Glutamato oxaloacetato transaminasa (GOT) para su uso en el tratamiento de una dolencia médica asociada con niveles de glutamato extracelular elevados en el cerebro seleccionada del grupo constituido por anoxia cerebral, isquemia cerebral, ictus, lesión cerebral perinatal, lesión cerebral traumática, meningitis bacteriana, hemorragia subaracnoidea, migraña, estrés, choque hemorrágico, epilepsia, insuficiencia hepática aguda, glaucoma, VIH,

demencia, esclerosis lateral amiotrófica (ELA) , dolencias espásticas, cirugía a corazón abierto, cirugía de aneurisma, injerto con derivación en la arteria coronaria y enfermedad de Alzheimer y donde dicha GOT se formula para su administración parenteral

3. El uso de la reivindicación 2, que comprende además oxaloacetato. 20

4. Un artículo de fabricación que comprende material de envasado que envasa una transaminasa modificadora de glutamato seleccionada del grupo constituido por glutamato piruvato transaminasa (GPT) y glutamato oxaloacetato transaminasa (GOT) y un cofactor de dicha transaminasa para su uso en el tratamiento de una dolencia médica asociada con niveles de glutamato extracelular elevados en el cerebro, estando dicha dolencia médica seleccionada 25 del grupo constituido por anoxia cerebral, isquemia cerebral, ictus, lesión cerebral perinatal, lesión cerebral traumática, meningitis bacteriana, hemorragia subaracnoidea, migraña, estrés, choque hemorrágico, epilepsia, insuficiencia hepática aguda, glaucoma, VIH, demencia, esclerosis lateral amiotrófica (ELA) , dolencias espásticas, cirugía a corazón abierto, cirugía de aneurisma, injerto con derivación en la arteria coronaria y enfermedad de Alzheimer, donde dicha transaminasa comprende glutamato oxaloacetato transaminasa (GOT) , dicho cofactor

comprende oxaloacetato, y cuando dicha transaminasa comprende glutamato piruvato transaminasa (GPT) , dicho cofactor comprende piruvato y además donde dicha transaminasa modificadora de glutamato se formula para su administración parenteral.

5. El uso de la reivindicación 1 o 2 o artículo de fabricación de la reivindicación 4, donde dicha administración 35 parenteral comprende la administración intravenosa o subcutánea