USO DE UN PÉPTIDO ANTIGÉNICO AISLADO DERIVADO DE LA PROTEÍNA S100-BETA NO UNIDO A UNA MOLÉCULA MHC DE CLASE II EN LA PREVENCIÓN, TRATAMIENTO, DIAGNÓSTICO Y/O SEGUIMIENTO DE LA DIABETES TIPO I.

Uso de un péptido antigénico aislado derivado de la proteína S100-beta no unido a una molécula MHC de clase II en la prevención,

tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

La presente invención se refiere al uso de un péptido antigénico aislado derivado de la proteína S100-beta que no está unido a una molécula MHC de clase II en la fabricación de un medicamento para la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

Uso de un péptido antigénico aislado derivado de la proteína S100-beta no unido a una molécula MHC de clase II en la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un péptido antigénico derivado de la proteína S100-beta, así como al procedimiento para su identificación y a su utilización en la prevención, tratamiento, diagnóstico o seguimiento de la diabetes tipo I.

Estado de la técnica

La diabetes tipo I (T1D) humana es una enfermedad autoinmune caracterizada clínicamente por la falta de regulación de los niveles de glucosa y que a medio-largo plazo provoca complicaciones neurológicas y vasculares. La T1D es una de las enfermedades autoinmunes más frecuentes entre la población caucásica. Tan sólo en España, se diagnostican cada año entre 10-20 nuevos casos cada 100.000 niños menores de 14 años, prevalencia que va en aumento, de lo que se deduce que 1 de cada 1.000 niños en esa edad es diabético, de modo que hay unos 10.000 niños diabéticos en nuestro país.

La T1D se caracteriza por una deficiencia de insulina, haciendo que los pacientes dependan de inyecciones diarias de insulina exógena para su supervivencia. Antes de la aparición de síntomas clínicos como la hiperglicemia, existe un periodo preclínico asintomático donde las células productoras de insulina son destruidas de forma progresiva. La destrucción de estas células productoras de insulina, las células beta presentes en los llamados islotes de Langerhans pancreáticos, está asociada a la infiltración de dichos islotes por linfocitos y otras células del sistema inmunológico del paciente. Estas células responden contra proteínas propias expresadas por las células beta, como por ejemplo la propia insulina o su precursor la pre-proinsulina.

Los islotes de Langerhans, donde se encuentran las células productoras de insulina, forman una estructura diferenciada dentro del tejido pancreático y se encuentran rodeados por una capa de células de tipo nervioso llamadas células periféricas de Schwann (pSC) (“peri islet Schwann cells”) cuyas funciones no están claras pero que sí expresan un conjunto de proteínas o antígenos que las diferencia claramente de las células que componen los islotes pancreáticos, entre ellas las células beta. En el modelo murino de la T1D humana, el ratón NOD (“Non-Obese Diabetic mice”) , que desarrolla un síndrome metabólico que comparte muchas características con la T1D humana como son la hiperglicemia y la deficiencia de insulina, estas células pSC son destruidas por linfocitos del sistema inmune del animal. Algunos de estos linfocitos responden contra antígenos expresados de forma exclusiva en estas células pSC como son la proteína fibrilar ácida de la glía (GFAP) o el factor neurotrópico S100-beta. En pacientes humanos con T1D se ha demostrado la presencia de autoanticuerpos dirigidos contra GFAP y S100-beta así como linfocitos autoreactivos específicos para estas dos proteínas, lo que indica que en esos pacientes las células pSC de los islotes han sido también destruidas por el sistema inmunológico. En el ratón NOD también se ha demostrado que la infiltración linfocitaria de los islotes comienza con la denominada infiltración periférica de los islotes (“peri-islet infiltration”) durante la cual se produce la destrucción del manto de células pSC que rodea los islotes propiamente dichos. A continuación y una vez que este manto ha sido destruido, los linfocitos pueden acceder a los islotes, donde destruyen de forma selectiva las células beta productoras de insulina.

El hecho de que las células pSC parecen ser el objetivo inicial de la respuesta autoinmune contra los islotes pancreáticos y que su ralentización, regulación y/o detención absoluta permitiría mantener intactos los islotes pancreáticos, unido al dato de que hoy en día no existe ninguna terapia que permita tratar la T1D humana, señalan la importancia de descubrir nuevos métodos y/o moléculas que permitan tratar la enfermedad en momentos que permitan conservar el mayor número de islotes intactos y durante el mayor tiempo posible.

Existe una gran experiencia previa que demuestra que los linfocitos CD4+ están implicados en el desarrollo de la T1D. Análisis histológicos de islotes obtenidos de individuos afectados muestran infiltraciones por parte de linfocitos CD4+. En modelos animales de la T1D la enfermedad puede ser transferida a un animal sano usando linfocitos CD4+ de un animal enfermo. Además, existe una asociación genética entre el desarrollo de la T1D y ciertas moléculas del sistema mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase II, críticas para que los linfocitos CD4+ puedan desarrollarse y ser estimulados contra su objetivo. Finalmente, es posible detectar la presencia de linfocitos CD4+ activados en sangre periférica de individuos que han desarrollado la enfermedad.

Existe un creciente interés por definir los segmentos de las proteínas, denominados epítopos peptídicos, reconocidos por los linfocitos CD4+ implicados en la respuesta autoinmune contra las células pSC. La identificación de estos epítopos es importante para comprender los mecanismos que desencadenan la enfermedad, para el desarrollo de ensayos de laboratorio que permitan seguir el daño a los islotes y para diseñar terapias que permitan ralentizar o detener la enfermedad.

Los epítopos peptídicos derivados de antígenos exógenos son presentados a linfocitos T CD4+ después de una serie de eventos moleculares denominados en su conjunto como procesamiento y presentación natural. Para ello, los antígenos o proteínas exógenas son captados por células del sistema inmune denominadas células presentadoras de antígeno (APC) . Una vez internalizado, el antígeno correspondiente es fragmentado mediante la combinación de diversos procesos químicos y enzimáticos, generando péptidos que se unen a moléculas MHC de clase II que son exportadas a la superficie de la célula presentadora de antígeno. El procesamiento y presentación natural de antígenos exógenos da lugar a grupos solapantes de péptidos (Figura 1) que se unen a la molécula MHC de clase II mediante el mismo “motivo de unión” pero que poseen diferentes extremos amino y carboxilo. Los aminoácidos de ambos extremos, aunque no forman parte del motivo de unión a la molécula de histocompatibilidad, pueden tener importantes efectos tanto sobre la afinidad de unión a la molécula de histocompatibilidad como en la activación de clones de linfocitos T CD4+.

En modelos animales como el ratón NOD, se ha demostrado que las APC captan proteínas del páncreas y las llevan a nódulos linfáticos que drenan este órgano para estimular allí linfocitos autoreactivos que reconocen péptidos derivados de estas proteínas y unidos a moléculas MHC específicas. Una vez estimulados, estos linfocitos autoreactivos se dirigen al páncreas, donde proceden a eliminar aquellas células que expresen el antígeno del cual ha derivado ese epítopo peptídico. Aunque se sabe que la proteína S100-beta es un objetivo del proceso autoinmune en la T1D humana a partir de estudios que demuestran la presencia de autoanticuerpos y linfocitos autoreactivos contra la proteína completa en pacientes diabéticos, por el momento no existen datos acerca de los epítopos peptídicos generados a partir de esta proteína y que sean reconocidos por linfocitos CD4+ en pacientes con T1D.

Los epítopos peptídicos generados in vivo por una APC a partir de una proteína exógena y capaces de estimular a un linfocito CD4+ consisten, por tanto, en varios péptidos de una longitud variable pero que comparten una zona común. Esta zona común o secuencia aminoacídica común contiene los aminoácidos que determinan el llamado “motivo de unión” a la molécula MHC concreta, o lo que es lo mismo, los aminoácidos que permiten anclar dicho péptido a la molécula MHC. Este conjunto de péptidos derivados de una zona concreta de la proteína y que comparten una zona común forman un conjunto de péptidos solapantes (Figura 1) , a partir del cual se podría sintetizar un epítopo peptídico consenso que incluya esa zona común y que incluya aminoácidos de los extremos de alguno o todos los epítopos peptídicos generados a partir de esa zona de la proteína.

Distintos métodos han sido empleados para intentar identificar epítopos peptídicos presentados por moléculas MHC de clase II y reconocidos por linfocitos T CD4+. Las siguientes aproximaciones experimentales se encuentran entre las empleadas habitualmente:

1. Predicción “in silico”. Las moléculas MHC de clase II se tienden a unir a péptidos que presentan determinados... [Seguir leyendo]

1. Uso de un péptido antigénico aislado derivado de la proteína S100-beta que no está unido a una molécula MHC de clase II en la fabricación de un medicamento para la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

2. Uso de un péptido según la reivindicación 1 donde el péptido se localiza en la región 1 de la proteína S100beta y comprende cualquiera de las secuencias SEC ID NO: 1, SEC ID NO: 2 y SEC ID NO: 3, en la fabricación de un medicamento para la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

3. Uso de un péptido según la reivindicación 1 donde el péptido se localiza en la región 2 de la proteína S100beta y comprende cualquiera de las secuencias SEC ID NO: 4, SEC ID NO: 5, SEC ID NO: 6, y SEC ID NO: 7, en la fabricación de un medicamento para la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

4. Uso de un péptido según la reivindicación 1 donde el péptido se localiza en la región 3 de la proteína S100beta y comprende cualquiera de las secuencias SEC ID NO: 8, SEC ID NO: 9, SEC ID NO: 10 y SEC ID NO: 11, en la fabricación de un medicamento para la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo I.

5. Uso de un péptido según la reivindicación 1 donde el péptido es un péptido consenso para cada una de las regiones 1, 2 y 3, y es seleccionado del grupo que comprende: a) péptido de secuencia SEC ID NO: 12, SEC ID NO: 13, SEC ID NO: 14, SEC ID NO: 15 o SEC ID NO: 16, b) péptido que al menos muestra un 80% de homología con los péptidos descritos en a) . en la fabricación de un medicamento para la prevención, tratamiento, diagnóstico y/o seguimiento de la diabetes tipo

I.

6. Uso de un péptido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 donde el péptido se encuentra o bien encapsulado en un vehículo, o bien unido a la superficie externa de un vehículo, donde dicho vehículo es seleccionado del grupo que comprende: un liposoma, una micela, una vesícula, una micropartícula, una microcápsula, una microesfera, una nanopartícula, una nanocápsula y una nanoesfera.

7. Uso de un péptido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 donde el diagnóstico se basa en la detección de interferón-gamma, interleucina-10, interleucina-17, o combinaciones de los mismos.

8. Uso de un péptido según la reivindicación 7 donde la detección de interferón-gamma, interleucina-10, interleucina-17 o combinaciones de los mismos se realiza mediante ELISPOT.

Figura 1

Figura 6

Figura 9

Figura 14 Figura 16