Secuencias polinucleotídicas y polipeptídicas implicadas en el proceso de remodelación ósea.

Composición farmacéutica para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo,

en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de osteopatías que comprende un polipéptido aislado que comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en:

a) SEQ ID n.º 48,

b) un polipéptido codificado por SEQ ID n.º 1,

c) un fragmento de cualquiera de a) o b) que es capaz de favorecer o inhibir la diferenciación de los osteoclastos, y

d) un análogo de cualquiera de a) o b) que es capaz de favorecer o inhibir la diferenciación de los osteoclastos, en donde dicho análogo tiene al menos una similitud de secuencia del 90% con el polipéptido de a) o b), y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

Secuencias polinucleotídicas y polipeptídicas implicadas en el proceso de remodelación ósea.

Campo de la invención La invención se refiere, en parte, a polinucleótidos genéticos únicos y recién identificados que intervienen en el proceso de la remodelación ósea; variantes y derivados de los polinucleótidos y los correspondientes polipéptidos; usos de los polinucleótidos, polipéptidos, variantes y derivados; procedimientos y composiciones para la mejora de los síntomas ocasionados por trastornos de remodelación ósea, que incluyen pero sin limitarse a ellos, osteoporosis, osteopenia, osteomalacia, hiperparatiroidismo, hipotiroidismo, hipertiroidismo, hipogonadismo, tirotoxicosis, mastocitosis sistémica, hipofosfatasia adulta, hipercorticalismo, osteogénesis imperfecta, enfermedad de Paget, enfermedad/síndrome de Cushing, síndrome de Turner, enfermedad de Gaucher, síndrome de Ehlers-Danlos, síndrome de Marfan, síndrome de Menkes, síndrome de Fanconi, mieloma múltiple, hipercalciemia, hipocalciemia, artritis, periodontitis, raquitismo (que incluye el raquitismo hipofosfatémico ligado al cromosoma X, y el dependiente de vitamina D de tipos I y II) , fibrogénesis imperfecta ósea, trastornos osteoescleróticos tal como picnodisostosis y daño ocasionado por procesos inflamatorios mediados por macrófagos.

En particular, esta invención se refiere a perfiles de expresión de polinucleótidos en osteoclastos activos, el aislamiento y la identificación de polinucleótidos, polipéptidos, variantes y derivados implicados en la actividad de los osteoclastos, validación de los polinucleótidos identificados para ver si son posiblemente dianas terapéuticas, y uso de los polinucleótidos, polipéptidos, variantes y derivados para la mejora de estados patológicos y propósitos de investigación, así como para el diagnóstico de estados patológicos o para la predisposición a padecerlos.

Antecedentes de la invención El hueso es un tejido conjuntivo dinámico comprendido por poblaciones de células que realizan funciones diferentes necesarias para mantener la integridad estructural, mecánica y bioquímica del hueso y la homeostasis mineral del cuerpo humano. Los principales tipos de células implicados incluyen los osteoblastos responsables de la formación de hueso y el mantenimiento de la masa ósea, y los osteoclastos responsables de la osteoclasia (resorción ósea) . Los osteoblastos y los osteoclastos intervienen en un proceso dinámico denominado remodelación ósea. El desarrollo y la proliferación de estas células a partir de sus progenitores están gobernados por redes de factores de crecimiento y citocinas producidos en el microentorno del hueso, así como por hormonas sistémicas. La remodelación ósea se produce a lo largo de la vida del individuo y es necesaria para el mantenimiento del tejido óseo sano y la homeostasis mineral. El proceso permanece en buena parte en equilibrio y está gobernado por una interacción compleja de hormonas sistémicas, péptidos y proteínas posteriores de las vías de señalización, factores de transcripción locales, citocinas, factores de crecimiento y genes de remodelación de la matriz.

Cualquier interferencia o desequilibrio que surja en el proceso de remodelación ósea puede generar una osteopatía, de manera que los trastornos óseos más frecuentes se caracterizan por una disminución neta en la masa ósea. Una causa importante de esta reducción de la masa ósea es un incremento del número de osteoclastos y/o de su actividad. La más frecuente de estas enfermedades, y quizás la mejor conocida, es la osteoporosis que se produce en particular en las mujeres tras el comienzo de la menopausia. De hecho, la osteoporosis es la causa subyacente más significativa de las fracturas óseas de las mujeres de mediana edad y ancianas. Mientras que se ha insistido mucho en que la falta de estrógenos es un factor de la osteoporosis tras la menopausia, hay muchas pruebas de que la remodelación es un proceso controlado de forma local que tiene lugar en tramos discretos por todo el esqueleto, como describió por primera vez Frost hace unos cuarenta años (Frost H. M. 1964) .

Dado que la remodelación ósea tiene lugar en tramos discretos, para el inicio de la osteoclasia y el proceso de remodelación normal pueden ser más importantes que las hormonas sistémicas las hormonas y las enzimas producidas de forma local. Tal control local está mediado por los osteoblastos y los osteoclastos del microentorno en el que operan. Por ejemplo, los osteoclastos se adhieren a la matriz ósea y forman compartimentos independientes entre ellos mismos y la superficie ósea, delimitados por una zona de cierre hermético formada por un anillo de actina que rodea el borde rugoso o en cepillo. Muchas vesículas pequeñas transportan las enzimas hacia la matriz ósea y captan la matriz ósea parcialmente digerida. El microentorno dentro de la zona del cierre hermético es rica en enzimas lisosómicas y muy ácida en comparación con el pH fisiológico normal del cuerpo. La membrana del borde en cepillo también expresa RANK, el receptor de RANKL, y el receptor del factor estimulador de colonias de macrófagos (M-CSF) , y ambos son responsables de la diferenciación de los osteoclastos, al igual que el receptor de la calcitonina es capaz de inactivar rápidamente al osteoclasto (Baron, R. 2003) .

En una estructura compleja de inhibición y estimulación que todavía no se conoce totalmente, la hormona del crecimiento, el factor 1 de crecimiento insulinoide, los corticoesteroides sexuales, la hormona tiroidea, las hormonas calciótrofas, tales como la PTH y la prostaglandina E2, distintas citocinas, tal como la interleucina-1 β, interleucina 6 y el factor α de la necrosis tumoral, y la 1, 25-dihidroxivitamina D (calcitriol) actúan coordinadamente en el proceso de remodelación ósea (Jilka et al., 1992; Poli et al., 1994; Srivastava et al. 1998; de Vemejoul 1996) .

Así pues, es razonable que los entornos locales únicos creados por estas células especializadas se deban a la expresión de, o bien secuencias genéticas únicas que no se expresan en otros tejidos, y/o bien variantes de ayuste de polinucleótidos y polipéptidos expresados en otros tejidos. El aislamiento y la identificación de los polinucleótidos, polipéptidos y sus variantes y derivados específicos de la actividad de los osteoclastos permitirán un conocimiento más claro del proceso de remodelación y ofrecerá dianas terapéuticas específicas del tejido para el tratamiento de estados patológicos relacionados con la remodelación ósea.

Muchas enfermedades ligadas a la remodelación ósea se conocen mal, son por lo general intratables o se pueden tratar tan sólo hasta cierto punto. Por ejemplo, la artrosis es difícil de tratar porque no hay cura y el tratamiento se centra en aliviar el dolor e impedir la deformación de la articulación afectada. Los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE) se utilizan de forma general para aliviar el dolor.

Otro ejemplo es la osteoporosis, en la que los únicos fármacos que en la actualidad la FDA ha autorizado para el uso en los Estados Unidos son los fármacos inhibidores la osteoclasia que impiden la pérdida de hueso. El tratamiento sustitutivo con estrógenos es un ejemplo de fármaco inhibidor de la osteoclasia. Otros incluyen ácido alendrónico (Fosamax, un inhibidor de la osteoclasia de tipo bisfosfonato) , ácido risedrónico (Actonel, un inhibidor de la osteoclasia de tipo bisfosfonato) , raloxifeno (Evista, un modulador selectivo del receptor de estrógenos [SERM, por su nombre en inglés]) , calcitonina (Calxynar, una hormona) y la paratirina/teriparatida (Forteo, una versión sintética de la hormona humana, paratirina, que ayuda a regular el metabolismo del calcio) .

Los bisfosfonatos tales como el ácido alendrónico y el ácido risedrónico se fijan permanentemente a la superficie del hueso e interfieren con la actividad de los osteoclastos. Esto permite que los osteoblastos funcionen más rápidos que la velocidad de resorción. Los efectos secundarios más frecuentes son náuseas, dolor abdominal y trastorno de los movimientos peristálticos. Sin embargo, se ha descrito que el ácido alendrónico también provoca irritación e inflamación del esófago y, en algunos casos, úlceras esofágicas. El ácido risedrónico es diferente del alendrónico desde el punto de vista químico y también tiene menos probabilidad de provocar la irritación esofágica. Sin embargo, algunos alimentos, el calcio, los suplementos de hierro, las vitaminas y los minerales, o los antiácidos que contienen calcio, magnesio o aluminio, pueden reducir la absorción del ácido risedrónico, lo que da lugar a una pérdida de la eficacia.

El efecto secundario... [Seguir leyendo]

1. Composición farmacéutica para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de osteopatías que comprende un polipéptido aislado que comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en:

a) SEQ ID n.º 48, b) un polipéptido codificado por SEQ ID n.º 1, c) un fragmento de cualquiera de a) o b) que es capaz de favorecer o inhibir la diferenciación de los osteoclastos, y d) un análogo de cualquiera de a) o b) que es capaz de favorecer o inhibir la diferenciación de los osteoclastos, en

donde dicho análogo tiene al menos una similitud de secuencia del 90% con el polipéptido de a) o b) , y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

2. Composición farmacéutica para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de osteopatías, en donde la composición farmacéutica comprende un polinucleótido aislado seleccionado del grupo que consiste en:

a) un polinucleótido que comprende la SEQ ID n.º 1, b) un polinucleótido que comprende el marco abierto de lectura de los nucleótidos 150 a 1136 de SEQ ID n.º 1, c) un polinucleótido que comprende una secuencia idéntica a a) al menos al 80% a lo largo de toda la longitud del

polinucleótido,

d) un polinucleótido que comprende una secuencia idéntica a b) al menos al 90% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido, e) un polinucleótido que comprende una secuencia complementaria a a) al menos al 80% a lo largo de toda la

longitud del polinucleótido, y

f) un polinucleótido que comprende una secuencia complementaria a b) al menos al 90% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido, y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

3. Polinucleótido aislado seleccionado del grupo que consiste en: a) un polinucleótido que comprende la SEQ ID n.º 1, b) un polinucleótido que comprende el marco abierto de lectura de los nucleótidos 150 a 1136 de SEQ ID n.º 1, c) un polinucleótido que comprende una secuencia idéntica a a) al menos al 80% a lo largo de toda la longitud del

polinucleótido,

d) un polinucleótido que comprende una secuencia idéntica a b) al menos al 90% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido, e) un polinucleótido que comprende una secuencia complementaria a a) al menos al 80% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido, y

f) un polinucleótido que comprende una secuencia complementaria a b) al menos al 90% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido, para el uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el

tratamiento de una osteopatía.

4. Polinucleótido aislado para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la osteopatía se selecciona del grupo que consiste en la osteoporosis, osteopenia, osteomalacia, hiperparatiroidismo, hipertiroidismo, hipogonadismo, tirotoxicosis, mastocitosis sistémica, hipofosfatasia adulta, hipercorticalismo, osteogénesis imperfecta, enfermedad de Paget, enfermedad/síndrome de Cushing, síndrome de Turner, enfermedad de Gaucher, síndrome de Ehlers-Danlos, síndrome de Marfan, síndrome de Menkes, síndrome de Fanconi, mieloma múltiple, hipercalciemia, hipocalciemia, artritis, periodontitis, raquitismo, fibrogénesis imperfecta ósea, trastornos osteoescleróticos y daño ocasionado por procesos inflamatorios mediados por macrófagos.

5. Polipéptido aislado que comprende una secuencia seleccionada del grupo que consiste en:

a) SEQ ID n.º 48,

b) un polipéptido codificado por SEQ ID n.º 1,

c) un fragmento de cualquiera de a) o b) que es capaz de favorecer o inhibir la diferenciación de los osteoclastos, y

d) un análogo de cualquiera de a) o b) que es capaz de favorecer o inhibir la diferenciación de los osteoclastos, en donde dicho análogo tiene una similitud de secuencia de al menos el 90% con el polipéptido de a) o b) ,

para el uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía.

6. Polipéptido aislado para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la osteopatía se selecciona del grupo que consiste en osteoporosis, osteopenia, osteomalacia, hiperparatiroidismo, hipertiroidismo, hipogonadismo, tirotoxicosis, mastocitosis sistémica, hipofosfatasia adulta, hipercorticalismo, osteogénesis imperfecta, enfermedad de Paget, enfermedad/síndrome de Cushing, síndrome de Turner, enfermedad de Gaucher, síndrome de Ehlers-Danlos, síndrome de Marfan, síndrome de Menkes, síndrome de Fanconi, mieloma múltiple, hipercalciemia, hipocalciemia, artritis, periodontitis, raquitismo, fibrogénesis imperfecta ósea, trastornos osteoescleróticos y daño ocasionado por procesos inflamatorios mediados por macrófagos.

7. Compuesto capaz de interferir con la actividad o expresión de un polipéptido seleccionado entre la SEQ ID n.º 48 o un polipéptido codificado por la SEQ ID n.º 1 para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía, en donde dicho compuesto se selecciona del grupo que consiste en anticuerpos o fragmentos de fijación a antígeno del mismo que se fijan específicamente a un polipéptido seleccionado entre SEQ ID n.º 48 o a un fragmento del mismo, y los siRNA o shRNA que inhiben específicamente la actividad o la expresión de un polipéptido codificado por la SEQ ID n.º 1.

8. Compuesto para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho anticuerpo es un anticuerpo monoclonal, anticuerpo policlonal, anticuerpo quimérico o un anticuerpo humanizado o un fragmento de fijación a antígeno del mismo.

9. Compuesto para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho fragmento de fijación a antígeno es un fragmento Fab, un fragmento F (ab') 2 o un fragmento Fv.

10. Compuesto para uso en la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, en la prevención de osteopatías o en el tratamiento de una osteopatía de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde la osteopatía se selecciona del grupo que consiste en osteoporosis, osteopenia, osteomalacia, hiperparatiroidismo, hipertiroidismo, hipogonadismo, tirotoxicosis, mastocitosis sistémica, hipofosfatasia adulta, hipercorticalismo, osteogénesis imperfecta, enfermedad de Paget, enfermedad/síndrome de Cushing, síndrome de Turner, enfermedad de Gaucher, síndrome de Ehlers-Danlos, síndrome de Marfan, síndrome de Menkes, síndrome de Fanconi, mieloma múltiple, hipercalciemia, hipocalciemia, artritis, periodontitis, raquitismo, fibrogénesis imperfecta ósea, trastornos osteoescleróticos y daño ocasionado por procesos inflamatorios mediados por macrófagos.

11. Utilización de un polinucleótido aislado, polipéptido aislado o compuesto como el definido en cualquiera de las reivindicaciones 3, 5, 7, 8 o 9 en la fabricación de un medicamento para la modulación de la diferenciación de los osteoclastos in vivo, para la prevención de osteopatías o para el tratamiento de una osteopatía.

12. Utilización de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la osteopatía se selecciona del grupo que consiste en osteoporosis, osteopenia, osteomalacia, hiperparatiroidismo, hipertiroidismo, hipogonadismo, tirotoxicosis, mastocitosis sistémica, hipofosfatasia adulta, hipercorticalismo, osteogénesis imperfecta, enfermedad de Paget, enfermedad/síndrome de Cushing, síndrome de Turner, enfermedad de Gaucher, síndrome de Ehlers-Danlos, síndrome de Marfan, síndrome de Menkes, síndrome de Fanconi, mieloma múltiple, hipercalciemia, hipocalciemia, artritis, periodontitis, raquitismo, fibrogénesis imperfecta ósea, trastornos osteoescleróticos y daño ocasionado por procesos inflamatorios mediados por macrófagos.

13. Utilización de al menos un polinucleótido seleccionado del grupo que consiste en:

a) un polinucleótido que comprende la SEQ ID n.º 1;

b) un polinucleótido que comprende el marco abierto de lectura de los nucleótidos 150 a 1136 de la SEQ ID n.º 1;

c) un polinucleótido que comprende una secuencia idéntica a a) al menos al 80% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido;

d) un polinucleótido que comprende una secuencia idéntica a b) al menos al 90% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido,

e) un polinucleótido que comprende una secuencia complementaria a a) al menos al 80% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido, y

f) un polinucleótido que comprende una secuencia complementaria a b) al menos al 90% a lo largo de toda la longitud del polinucleótido,

en el diagnóstico in vitro de una osteopatía.

14. Utilización de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la osteopatía se selecciona del grupo que consiste en osteoporosis, osteopenia, osteomalacia, hiperparatiroidismo, hipertiroidismo, hipogonadismo, tirotoxicosis,

mastocitosis sistémica, hipofosfatasia adulta, hipercorticalismo, osteogénesis imperfecta, enfermedad de Paget, enfermedad/síndrome de Cushing, síndrome de Turner, enfermedad de Gaucher, síndrome de Ehlers-Danlos, síndrome de Marfan, síndrome de Menkes, síndrome de Fanconi, mieloma múltiple, hipercalciemia, hipocalciemia, artritis, periodontitis, raquitismo, fibrogénesis imperfecta ósea, trastornos osteoescleróticos y daño ocasionado por procesos inflamatorios mediados por macrófagos.

15. Procedimiento para identificar un compuesto inhibidor capaz de afectar la expresión o la función de un polipéptido de SEQ ID n.º 48, o un polipéptido codificado por la SEQ ID n.º 1, en donde el procedimiento comprende poner en contacto dicho polipéptido o una célula que expresa dicho polipéptido con un compuesto candidato y medir la expresión o la función de dicho polipéptido, por medio de lo cual una reducción de la capacidad del polipéptido para favorecer la diferenciación de los osteoclastos identifica positivamente un compuesto inhibidor adecuado.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, que además comprende una etapa de inducción de la diferenciación de los osteoclastos cuando se pone en contacto dicho polipéptido o célula con un compuesto candidato.