Uso de proteínas relacionadas con saposina para prevenir y tratar la obesidad, diabetes y/o síndrome metabólico.

Una proteína relacionada con saposina o ácido nucleico para uso en la protección y/o regeneración de célulasbeta en pacientes que padecen diabetes de tipo I o de tipo II.

Uso de proteínas relacionadas con saposina para prevenir y tratar la obesidad, diabetes y/o síndrome metabólico Esta invención se refiere al uso de proteínas relacionadas con saposina, al uso de polinucleótidos que las codifican en el diagnóstico, estudio, prevención y tratamiento de la obesidad y/o diabetes mellitus y/o síndrome metabólico.

Muchas proteínas humanas sirven como compuestos farmacéuticamente activos. Varias clases de proteínas humanas que sirven como este tipo de compuestos activos incluyen hormonas, citoquinas, factores del crecimiento celular y factores de diferenciación celular. La mayoría de las proteínas que se pueden utilizar como un compuesto farmacéuticamente activo caen dentro de la familia de proteínas secretadas. Las proteínas secretadas se producen generalmente dentro de células en el retículo endoplasmático rugoso, luego se exportan al complejo de Golgi y luego son desplazadas a vesículas o gránulos secretores en donde son secretadas al exterior de la célula vía exocitosos. Ejemplos de proteínas secretadas comercialmente utilizadas son insulina humana, agentes trombolíticos, interferones, interleuquinas, factores estimulantes de colonias, hormona del crecimiento humano, factor de crecimiento transformante beta, activador de plasminógeno tisular, eritropoyetina y otras diversas proteínas. Receptores de proteínas secretadas, que son proteínas unidas a la membrana, también tienen un potencial en calidad de agentes terapéuticos o de diagnóstico.

Por lo tanto, es importante desarrollar nuevos compuestos farmacéuticos para identificar proteínas secretadas que puedan someterse a ensayo en cuanto a la actividad en una diversidad modelos de animales. Así, a la vista del papel generalizado de proteínas secretadas en la fisiología humana, existe la necesidad de identificar y caracterizar nuevas funciones para proteínas secretadas humanas y los genes que las codifican. Este conocimiento permitirá detectar, tratar y prevenir enfermedades médicas, trastornos y/o afecciones utilizando proteínas secretadas o los genes que las codifican.

La obesidad es uno de los trastornos metabólicos más preponderantes en el mundo. Sigue siendo una enfermedad humana poco comprendida que se convierte en un problema de salud principal cada vez más relevante para la sociedad occidental. La obesidad se define como un peso corporal más de un 20% en exceso del peso corporal ideal, que resulta frecuentemente en una deficiencia o problema importante de salud. La obesidad se puede medir por el índice de masa corporal, un indicador de la adiposidad o gordura. Parámetros adicionales para definir la obesidad son las circunferencias de la cintura, el grosor de los pliegues de la piel y la bioimpedancia. Está asociada con un riesgo incrementado de una enfermedad cardiovascular, hipertensión, diabetes mellitus tipo II, hiperlipidemia y una tasa de mortalidad incrementada.

La obesidad viene influenciada por factores genéticos, metabóllicos, bioquímicos, fisiológicos y de comportamiento, y puede ser provocada por diferentes motivos tales como diabetes no dependiente de insulina, aumento en los triglicéridos, aumento en la energía ligada a hidratos de carbono y un bajo gasto energético. Como tal, es un trastorno complejo que debe ser abordado en varios frentes para conseguir un resultado clínico positivo duradero. Dado que la obesidad no se considera como un trastorno único, sino como un grupo heterogéneo de afecciones con múltiples causas (potenciales) , también se caracteriza por una elevada insulina en plasma en ayunas y una respuesta a insulina exagerada a la ingesta oral de glucosa (Koltermann J., (1980) , Clin. Invest, 65, 1272-1284) . Se puede confirmar una clara implicación de la obesidad en la diabetes mellitus de tipo II (Kopelman, P.G., (2000) Nature 404, 635-643) .

Triglicéridos y glucógeno se utilizan como el almacén de energía combustible del cuerpo. El glucógeno es un polímero ramificado grande de residuos de glucosa que se almacena principalmente en las células del hígado y de la musculatura. La síntesis y degradación de glucógeno es fundamental para el control del nivel de glucosa en sangre. Los triglicéridos se almacenan en el citoplasma de adipocitos. Los adipocitos están especializados en la síntesis, almacenamiento y movilización de triglicéridos. El metabolismo de glucógeno y triglicéridos está altamente regulado y su interacción es esencial para la homeostasis de la energía del cuerpo. Un alto nivel de glucosa en los adipocitos resulta en la síntesis de triglicéridos como almacén de combustible. Un bajo nivel de glucosa intracelular conduce a una liberación de ácidos grasos, los cuales se pueden utilizar como sustratos para la beta-oxidación para generar energía. Niveles de glucógeno en células son más variables que los niveles de triglicéridos, ya que la renovación de glucógeno es mayor. Los triglicéridos se utilizan en calidad de donantes de energía a largo plazo una vez que se están acabando los almacenes de glucógeno.

Células beta pancreáticas secretan insulina en respuesta a los niveles de glucosa en sangre. La insulina, entre

otras hormonas, juega un papel clave en la regulación del metabolismo del combustible. La insulina conduce al almacenamiento de glucógeno y triglicéridos y a la síntesis de proteínas. La entrada de glucosa en los músculos y células adiposas es estimulada por la insulina. En pacientes que padecen diabetes mellitus tipo I o LADA (siglas inglesas de diabetes autoinmune latente del adulto (Pozzilli & Di Mario, 2001, Diabetes Care. 8:1460-67) las células beta son destruidas debido a un ataque autoinmune. La cantidad de insulina producida por las células de los islotes pancreáticos remanentes es demasiado baja, dando como resultado elevados niveles de glucosa en sangre (hiperglucemia) . En diabetes de tipo II, células del hígado y de la musculatura pierden su capacidad de responder a niveles normales de insulina en sangre (resistencia a la insulina) . A su vez, niveles elevados de glucosa en sangre (y también niveles elevados de lípidos en sangre) conducen a una deficiencia de la función de células beta y a un incremento en la apoptosis de células betas. Es interesante señalar que la tasa de neogénesis de células beta no parece cambiar en personas diabéticas de tipo II (Butler et al., 2003 supra) , provocando así una reducción en la masa total de células beta a lo largo del tiempo. Finalmente, la aplicación de insulina exógena se hace necesaria en personas diabéticas de tipo II.

La mejora de parámetros metabólicos tales como niveles de azúcar en sangre y de lípidos en sangre (p. ej. a través de cambios en la dieta, ejercicio, medicación o combinaciones de los mismos) antes de que la masa de células beta haya caído por debajo de un umbral crítico, conduce a una restauración relativamente rápida de la función de células beta. Sin embargo, después de un tratamiento de este tipo, la función endocrina pancreática permanecería dañada debido a la tasa de regeneración sólo ligeramente incrementada.

En personas diabéticas de tipo I, en donde las células beta están siendo destruidas por un ataque autoinmune, se han concebido tratamientos que modulan el sistema inmune y pueden ser capaces de detener o de reducir fuertemente la destrucción de los islotes (Raz et al., 2001, Lancet 358; 1749-1753; Chatenoud et al., 2003, Nat Rev Immunol. 3: 123-132; Homann et al., Immunity, 2002, 3:403-15. Sin embargo, debido a la regeneración relativamente lenta de células beta humanas, tratamientos de este tipo sólo pueden tener éxito si se combinan con agentes que puedan estimular la regeneración de células beta.

La diabetes es una enfermedad muy incapacitante, ya que los fármacos anti-diabetes comunes de hoy en día no controlan los niveles de azúcar en sangre lo suficientemente bien como para prevenir por completo la aparición de niveles de azúcar en sangre elevados y bajos. Niveles de azúcar en sangre de fuera de los límites son tóxicos y provocan complicaciones a largo plazo tales como, por ejemplo, renopatía, retinopatía, neuropatía y enfermedades vasculares periféricas. También existe una multitud de afecciones relacionadas, tales como obesidad, hipertensión, enfermedad del corazón e hiperlipidemia para las cuales personas con diabetes están esencialmente en riesgo.

Aparte de la calidad disminuida de vida para los pacientes, el tratamiento de diabetes y sus complicaciones a largo plazo presenta una enorme carga financiera para nuestros sistemas de salud, con tendencia ascendente. Así, para el tratamiento de diabetes de tipo I y tipo II, así como para la diabetes autoinmune latente en adultos (LADA) existe una alta necesidad en la técnica de identificar... [Seguir leyendo]

1. Una proteína relacionada con saposina o ácido nucleico para uso en la protección y/o regeneración de células beta en pacientes que padecen diabetes de tipo I o de tipo II.

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2. La proteína relacionada con saposina o ácido nucleico para uso de acuerdo con la reivindicación 1 en combinación con otra composición farmacéutica, útil para tratar la degeneración de células beta.

3. La proteína relacionada con saposina o ácido nucleico para uso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicha otra composición farmacéutica comprende hormonas, factores de crecimiento o agentes inmunomoduladores.

4. Uso in vitro de una proteína relacionada con saposina o ácido nucleico para estimular y/o inducir la diferenciación de células productoras de insulina a partir de células progenitoras.

1.

5. El uso de la reivindicación 4, en donde la diferenciación de células progenitoras, p. ej. p. ej. células madre, en células productoras de insulina in vitro, comprende

(a) activar opcionalmente uno o más genes pancreáticos en células progenitoras,

(b) agregar opcionalmente dichas células para formar cuerpos embrioides,

(c) cultivar dichas células o en medios de diferenciación específicos que contienen un producto de proteína relacionado con saposina, y

(d) identificar y seleccionar opcionalmente células productoras de insulina.

6. Uso de una molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido relacionado con saposina o un homólogo del

mismo, o uso de un polipéptido codificado por la misma, o uso de un fragmento de dicha molécula de ácido nucleico o de dicho polipéptido, o uso de una secuencia de polinucleótidos capaz de hibridarse a secuencias de nucleótidos que codifican polipéptidos relacionados con saposina o un homólogo de la misma, o uso de alelos de los genes que codifican dichos polipéptidos, o uso de secuencias de ácidos nucleicos que codifican dichos polipéptidos, en donde dichas secuencias de ácidos nucleicos portan deleciones, inserciones o sustituciones de diferentes nucleótidos que resultan en un polinucleótido que codifica los mismos o un polipéptido funcionalmente equivalente, o uso de dicho polipéptido codificado, en donde el polipéptido contiene deleciones, inserciones o sustituciones de residuos aminoácidos que producen un cambio silencioso y que resultan en proteínas funcionalmente equivalentes, para identificar sustancias capaces de interactuar con un polipéptido relacionado con saposina.

3.

7. Uso de acuerdo con la reivindicación 6, en donde los fragmentos comprendes péptidos cíclicos, péptidos retroinversos o péptidos miméticos con una longitud de al menos cuatro y hasta 50 aminoácidos.

8. Un método in vitro para diferenciar o regenerar células en células pancreáticas funcionales, comprendiendo el 40 método:

(a) cultivar células capaces de ser diferenciadas o regeneradas en células pancreáticas en presencia de una cantidad eficaz de una proteína relacionada con saposina in vitro,

(b) permitir que las células desarrollen, diferencien y/o regeneren al menos una función pancreática; y

(c) opcionalmente, preparar una cantidad eficaz de las células pancreáticas diferenciadas o regeneradas para 45 el trasplante a un paciente que lo necesite, particularmente un individuo humano.