La actividad neuroprotectora de la proteína C activada es independiente de su actividad anticoagulante.

Una composición farmacéutica que comprende al menos una variante funcional de una proteína C humana activada (APC) o una proteína C humana para uso en el tratamiento de una enfermedad neurodegenerativa seleccionada del grupo consistente en isquemia y apoplejía,

en la que la variante funcional consta al menos de la mutación KKK191-193AAA, caracterizada porque la variante funcional está presente en una cantidad eficaz para proporcionar neuroprotección para células estresadas o lesionadas en un sujeto.

La actividad neuroprotectora de la proteína C activada es independiente de su actividad anticoagulante INVESTIGACIÓN O DESARROLLO PATROCINADOS POR EL GOBIERNO FEDERAL

El gobierno de EE.UU. tiene ciertos derechos sobre esta invención proporcionados por las subvenciones de los NIH HL6329 y HL52246 del Departamento de salud y servicios sociales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere al uso de proteína C activada (APC), un profármaco y/o una variante de la misma como se define en las reivindicaciones como inhibidor de la apoptosis o la muerte celular y/o factor de supervivencia celular, especialmente para células o tejidos del sistema nervioso que estén estresados o dañados. Esta función biológica de la APC puede separarse de su función anticoagulante (concretamente, la inhibición de la coagulación). La invención puede usarse para tratar isquemia y apoplejía al inhibir la ruta proapoptótica de señalización de p53 en células cerebrales estresadas o dañadas. Aquí se ha mostrado esto en endotelio cerebral humano in vitro y en animales in vivo (apoplejía isquémica y modelos de NMDA). La APC puede actuar a través del receptor de proteína C endotelial (EPCR) y el receptor activado de proteasa 1 (PAR-1) sobre células endoteliales cerebrales estresadas, o del PAR-1 y el receptor activado de proteasa 3 (PAR-3) sobre neuronas estresadas, activando rutas antiapoptóticas y y/o rutas prosupervivencia en estas células cerebrales estresadas y/o dañadas.

La proteína C se identificó originalmente por sus actividades anticoagulante y profibrinolítica. Tras la activación de la forma de zimógeno, la proteína C activada (APC) es una serinproteasa que desactiva los factores Va y Villa. La proteína C humana se fabrica principalmente en el hígado como polipéptido único de 461 aminoácidos. Esta molécula precursora se modifica postraduccionalmente entonces mediante (i) escisión de una secuencia señal de 42 aminoácidos, (¡I) retirada proteolítica del zimógeno monocatenario del residuo de lisina en posición 155 y del residuo de arginina en posición 156, produciendo la forma bicatenaria (concretamente, la cadena ligera de 155 residuos aminoacídicos unida por ligamiento disulfuro con la cadena pesada de 262 residuos aminoacídicos que contiene la serinproteasa), (iii) carboxilación de los residuos de ácido glutámico agrupados en los primeros 42 aminoácidos de la cadena ligera, dando como resultado nueve residuos de ácido y-carboxiglutámico (Gla), y (iv) glicosilación en cuatro sitios (uno en la cadena ligera y tres en la cadena pesada). La cadena pesada contiene la tríada de serinproteasa de Asp257, His211 y Ser36.

De forma similar a la mayoría de los demás zimógenos de las proteasas extracelulares y los factores de coagulación, la proteína C tiene una estructura nuclear de la familia de la quimotripsina, que tiene inserciones y una extensión N-terminal que posibilitan la regulación del zimógeno y la enzima. Son de interés dos dominios con secuencias aminoacídicas similares al factor de crecimiento epidérmico (EGF). Es conocida al menos una porción de las secuencias nucleotídica y aminoacídica de la proteína C de ser humano, mono, ratón, rata, hámster, conejo, perro, gato, cabra, cerdo, caballo y vaca, así como mutaciones y polimorfismos de la proteína C humana (véase el acceso a GenBank P47). Son conocidas otras variantes de la proteína C humana que afectan a diferentes actividades biológicas.

Recientemente, se ha aprobado la drotrecogina a (activada) (proteína C activada humana recombinante) para uso como tratamiento de la sepsis. Aunque su eficacia puede deberse en parte a la actividad antitrombótica de la APC, Grinnell y sus colegas proponen que sus efectos en la sepsis podrían atribuirse a las actividades antiinflamatoria y de supervivencia celular de la APC.

La capacidad de la proteína C activada de suprimir las rutas proinflamatorias y los mecanismos de supervivencia celular en la interfase de célula endotelial-mononuclear sugiere una compleja respuesta adaptativa en la pared del vaso para proteger al organismo del ataque vascular y para prolongar la supervivencia endotelial, celular y orgánica. Joyce y Grinnell, Crit. Care Med. 3: S288-S293 (22). Basándose en el perfil transcripcional, la apoptosis inducida por estaurosporina en células endoteliales de vena umbilical humana (FIUVEC) y la lesión mediada por factor de necrosis tumoral a de FIUVEC, Joyce et al. (J. Biol. Chem. 276: 11199-1123, 21) sugieren que la inhibición por APC de la señalización de NF-kB causa la regulación negativa de moléculas de adhesión, mientras que la inducción de genes antiapoptóticos (por ejemplo, proteína A1 relacionada con Bcl2 o Bcl2A1, inhibidor de la apoptosis 1 o clAP1, óxido nítrico sintasa endotelial o eNOS) se ha interpretado como un posible mecanismo ligado a los efectos antiapoptóticos de APC en el modelo de estaurosporina. Pero la expresión estos genes no se ha estudiado aquí. El papel directo de estos genes en el modelo de estaurosoprina tiene que mostrarse todavía y otros informes no sugieren un papel protector principal (Ackerman et al., J. Biol. Chem. 274: 11245-11252, 1999). Tampoco se han obtenido datos en células endoteliales cerebrales ni en estudios sobre estrés celular generalizado frente a ningún otro inductor de la apoptosis. El papel de estos genes antiapoptóticos no se ha mostrado en ninguno de los modelos; el único efecto directo de la APC que se ha determinado ha sido la inhibición de la señalización de NF-kB. Fia de observarse que NF-kB es un factor de transcripción que puede tener una función dual en el sistema nervioso

y endotelio y podría ser antiapoptótico o proapoptótico (Ryan ef al. Nature 44: 892-897, 2; Yu ef al. J. Neurosci. 19: 8856-8865, 1999; Yabe et al. J. Biol. Chem. 276: 43313-43319, 21). Por lo tanto, los efectos de supervivencia celular o citoprotección a través de la regulación negativa de NF-kB en el sistema nervioso y el sistema vascular no explican los efectos protectores celulares directos de la APC. Estas observaciones estaban también limitadas al modelo de estaurosporina o a un mecanismo de TNF-a en HUVEC.

Taylor y Esmon (patente de EE.UU. 5.9.889) dan a conocer que la APC Inhibe los estímulos Inflamatorios que desestabilizan los procesos de permeabilidad celular y coagulación normal en un paciente que padece disfunción del endotelio vascular. Estaban Interesados en tratar un trastorno slstémlco de células endotellales en sepsis (presuntamente reduciendo la respuesta Inflamatoria), en lugar de prevenir la apoptosls o promover la supervivencia celular. Tampoco han sugerido el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas ni la prevención de la muerte y lesión de células neuronales.

Griffin et al. (patente de EE.UU. 5.84.274) y Grlnnell et al. (patente de EE.UU. 6.37.322) dan a conocer que la APC puede usarse para tratar oclusión trombótica o tromboembolla, que podrían Implicar apoplejía. De nuevo, no se ha proporcionado ningún dato en un modelo de apoplejía ni de los efectos de la APC sobre el resultado neurológico o neuropatológlco. Estas patentes estaban Interesadas en la actividad anticoagulante de APC en el tratamiento de trombosis. Pero no han sugerido efectos neuroprotectores celulares directos de la APC, ni que la actividad antlcoagulante no fuera necesaria para este efecto. Es posible que esta actividad antlcoagulante pueda limitar el uso de la APC en el tratamiento de apoplejía debido a complicaciones hemorrágicas. En contraposición, se muestra que esta actividad no es crítica para la neuroprotecclón.

Griffin ef al. (WO 1/56532) da a conocer que la APC puede usarse para el tratamiento de trastornos neuropatológlcos y enfermedades inflamatorias cerebrales. Se muestra que la APC proporciona neuroprotección en un modelo de Isquemia cerebral focal de murlno.

Rlewald ef al. (Science 296:188-1882, 22) han reseñado que la APC usa el receptor de proteína C de célula endotellal (EPCR) como correceptor para la activación del receptor activado de proteasa 1 (PAR-1) en células endotellales. Han encontrado también que Bcl2A1 y clAP1 se regulan positivamente. Sin embargo, sus resultados sobre el endotelio estaban limitados a HUVEC y la activación de la fosforilación de proteína clnasa activada por mltógeno (MAPK). Además, existen diferencias significativas en las respuestas celulares y su regulación de la expresión génica entre HUVEC y células endotellales cerebrales o cualquier otro tipo de células cerebrales (Berger ef a/., Molec. Med. 5: 795-85, 1999; Petzelbauer ef al. J. Immunol. 151: 562-572, 1993; Abbot ef al., Arthritis & Rheumatism 35: 41-46, 1992; Masón ef al.. Am. J. Phvsiol. 273: C1233-C124, 1997).

La técnica anterior no ha mostrado... [Seguir leyendo]

1. Una composición farmacéutica que comprende al menos una variante funcional de una protema C humana activada (APC) o una proteína C humana para uso en el tratamiento de una enfermedad neurodegenerativa

seleccionada del grupo consistente en isquemia y apoplejía, en la que la variante funcional consta al menos de la mutación KKK191-193AAA, caracterizada porque la variante funcional está presente en una cantidad eficaz para proporcionar neuroprotección para células estresadas o lesionadas en un sujeto.

2. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, que da como resultado una anticoagulación sistémica 1 al menos reducida o insignificante cuando se administra al sujeto.

3. La composición farmacéutica de la reivindicación 1 o 2, en la que la dosis unitaria se administra al sujeto en menos de 72 horas.

4. Uso de al menos una variante funcional de una proteína C humana activada (APC) o una proteína C

humana, en el que la variante funcional consta al menos de la mutación KKK191-193AAA, para la fabricación de una composición farmacéutica para tratar una enfermedad neurodegenerativa seleccionada del grupo consistente en isquemia y apoplejía, que comprende administrar una cantidad eficaz de la composición farmacéutica a un sujeto de tal modo que se mejora al menos un efecto del estrés o lesión en uno o más tipos celulares del sujeto; en el que 2 el uno o más tipos celulares están en el cerebro del sujeto y en el que el sujeto es un ser humano.