MODELO ANIMAL DE DÉFICIT COGNITIVO, PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN Y APLICACIONES.

Modelo animal de déficit cognitivo, procedimiento de obtención y aplicaciones.

La invención se refiere a un modelo animal de déficit cognitivo el cual presenta ausencia de megalina específicamente en el endotelio de los capilares cerebrales, así como a su procedimiento de obtención y a su uso como modelo de enfermedades neurodegenerativas, más concretamente en Alzheimer.

Modelo animal de déficit cognitivo, procedimiento de obtención y aplicaciones

La presente invención se encuadra en el campo de la biotecnología. Específicamente se refiere al desarrollo de animales no humanos útiles como modelos de enfermedades humanas relacionadas con déficit cognitivo, y más específicamente como modelo de Alzheimer.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La enfermedad de Alzheimer es una de las enfermedades que mayor importancia presenta en la investigación biomédica. Se trata de una de las enfermedades neurodegenerativas que más impacto tiene en la sociedad. Esta enfermedad provoca un deterioro cognitivo del paciente, y puede acabar desarrollándose de tal forma que puede llevar a la muerte del paciente. Debido al progresivo envejecimiento de la población en los países industrializados, la tasa de mortalidad debida a esta enfermedad se encuentra en ascenso. La existencia de un bajo número de fármacos útiles ha provocado un gran desarrollo del número de investigaciones realizadas en aras de conocer la etiopatogénesis de la enfermedad. Además, se ha aumentado el número de compuestos ensayados con la intención de encontrar tratamientos para la enfermedad. Sin embargo, en la actualidad sigue siendo necesaria la investigación en mayor profundidad de los mecanismos etiopatológicos que conlleva la enfermedad, y la búsqueda de fármacos que permitan una remisión de la enfermedad y una mejora en la calidad de vida de los pacientes.

Para el estudio de la enfermedad y de fármacos útiles para su tratamiento o para la atenuación de síntomas, se hace necesaria la búsqueda de modelos animales que reproduzcan las características de la enfermedad presentes en la enfermedad en seres humanos. Para ello se han desarrollado diferentes modelos animales como por ejemplo diversos animales transgénicos portadores de las distintas mutaciones encontradas en pacientes de Alzheimer familiar, tales como presenilinas y (3 amiloide (Hock & Lamb, 2001, Trends Genet. 17(10):S7-12.). Un inconveniente muy importante es que si bien estos animales mutantes presentan varios de los síntomas de la enfermedad de Alzheimer, ninguno de ellos exhibe todo el espectro de cambios patológicos asociados a la misma (Richardson et al., 2002, ILAR J. 43(2):89-99). En un intento de solucionar este problema se han cruzado entre sí cepas de ratones transgénicos con las distintas mutaciones que recrean cada una de ellas distintos aspectos de la enfermedad para así lograr un modelo que se asemeje mejor a la patología humana (Phinney et al., 2003, Neurol Res. 25(6):590-600).

A pesar de estos esfuerzos, aun resulta necesaria la elaboración de nuevos modelos que permitan estudiar las enfermedades neurológlcas desde diferentes enfoques y analizando la implicación de diferentes elementos.

Por otro lado se ha comprobado que la megalina/LRP2, miembro de la familia de genes receptores de lipoproteínas de baja densidad (LDL), está Implicada en la captación celular de diversas macromoléculas, incluyendo numerosos factores neurotróflcos vitales para el normal funcionamiento del cerebro. La megalina, también conocida como LRP- 2 y gllcoproteína 330, es el mayor miembro de la familia de receptores de lipoproteínas de baja densidad (LDLR), que también Incluye VLDLR, ApoER2/LRP8, LRP1, LRP1B, SorLA/LR11, LRP5, LRP6 y MEGF7 (Jaegery Pietrzik, 2008, Curr Alzheimer Res 5(1): 15-25; May et al., 2007, Ann Med 39(3):219-28). La megalina se expresa en varios epitelios absorbentes, Incluyendo túbulos proximales renales, vesícula vitelina visceral, borde de cepillo intestinal, células foliculares de tiroides, epldídlmo, tractos reproductivos masculinos y femeninos y epitelio del oído interno (Chrlstensen y Blrn, 2002, Nat Rev Mol Cell Biol 3(4):256-66; Argraves y Morales, 2004, Mol Reprod Dev 69(4):419- 27; Moestrupt y Verroust, 2001, Annu Rev Nutr 21:407-28; Van Praet, 2003, Mol Reprod Dev 64(2): 129-35).

En el sistema nervioso central (CNS) la megalina fue descrita por primera vez en los capilares del cerebro, revestimiento ependlmario de las paredes ventrlculares y plexos conoideos (Zlokovic et al., 1996, Proc Nati Acad Sci USA. 93(9):4229-34 ; Zheng y Zhao, 2002, Methods Mol Biol 188:99-114; Chun et al., 1999, Exp Neurol 157(1): 194- 201; Kounnas ef al, 1994, In Vivo 8(3):343-51) y más tarde en progenitores neuronales en la médula espinal de embriones de ratón (Wicher et al, 2005, J Comp Neurol 492(2): 123-31) y oligodendrocitos de médula espinal de ratón postnatal (Wicher et al, 2006, J Neurosci Res 83(5):864-73). Más recientemente, la megalina ha sido descrita en astrocltos (Bento-Abreu et al, 2008, J Neurochem 106(3): 1149-59), cultivo de neuronas granulares del cerebelo (Ambjorn et al, 2008, J Neurochem 104(1 ):21 -37), neuronas sensoriales (Fleming et al, 2009, J Neurosci. 29(10):3220-32) y neuronas corticales (Chung et al, 2008, J Biol Chem. 283(22): 15349-58; Alvira-Botero et al., 2010, Mol Cell Neurosci. 45(3):306-15).

El análisis de animales deficientes de megalina reveló graves anormalidades en el desarrollo de los riñones, pulmones y CNS, consistente con el patrón de expresión de la proteína. Este fenotipo es consistente con el papel de la megalina como receptor endocítlco que media la captación celular de nutrientes esenciales, posiblemente derivado de lipoproteínas de colesterol, del líquido amnlótlco en la rápida división del neuroepitelio antes del establecimiento de un sistema circulatorio completo en el embrión (Willnow et al, 1996, Proc Nati Acad Sci USA. 93(16):8460-4).

Por ello, la Implicación de esta proteína en enfermedades no ha podido ser estudiado ya que los animales deficientes en ella no presentan un correcto desarrollo y presentan graves anormalidades en el desarrollo de diversos tejidos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enfrenta a la necesidad de encontrar modelos animales de enfermedades neurodegenerativas que permitan el estudio etiopatogénico de estas enfermedades, así como a la necesidad de modelos que permitan el análisis de fármacos para la prevención y/o el tratamiento de la enfermedad humana.

En la presente invención los inventores demuestran como mediante la eliminación de la expresión de megalina (LRP-2) específicamente en el endotelio de los capilares cerebrales de animales no humanos, se obtiene un modelo animal que presenta déficit cognitlvo, y que reproduce comportamientos similares a enfermedades humanas que cursan con déficit cognitivo como por ejemplo el Alzheimer. Mediante el sistema Cre/lox bajo el promotor Tie2, un promotor específico de células endotellales, y dado que la megalina en el endotelio se expresa exclusivamente en los capilares cerebrales, se consigue eliminar la presencia de megalina de forma específica en estos capilares cerebrales, mientras sigue estando presente en los demás tejidos que la expresan de forma habitual. El modelo así generado, tal y como se muestra en los ejemplos, presenta alteraciones comportamentales similares a los de otros modelos previamente descritos como por ejemplo las de modelos de amlloldosls. La eliminación de megalina se ha de realizar de forma exclusiva en el endotelio de los capilares cerebrales ya que en caso contrario, dado que la megalina es un receptor presente en diversos tejidos, se producirían otros defectos en el animal generado de forma que no presentaría la misma utilidad que en la presente Invención. Además, la ausencia de megalina en todos los tejidos puede provocar que no se produzca el correcto desarrollo de estos tejidos o del animal lo que puede provocar la muerte prematura del mismo por defectos en el desarrollo y por tanto que no sea posible por ejemplo el uso de animales adultos o de estudios que necesiten tiempos de espera largos, como por ejemplo el análisis de los efectos de fármacos. Además las deficiencias en el desarrollo de estos tejidos provocan que los animales con ausencia de megalina en tejidos diferentes a los capilares vasculares presenten utilidades diferentes al modelo de la presente Invención. Como se muestra en los ejemplos, el modelo de la invención el animal puede llegar a la edad adulta, y por ello presenta utilidad para los estudios comportamentales o para la identificación y/o evaluación de compuestos o composiciones para la prevención o el tratamiento de enfermedades relacionadas con un déficit cognitivo.

La ausencia de megalina presenta como ventaja frente a otros métodos de inhibición de la proteína o de bloqueo funcional que no existe un posible efecto residual de la parte de la proteína que no sea bloqueada y que compense la falta de actividad de la proteína y por tanto enmascare los efectos del bloqueo o la inhibición.

Por todo ello, un primer aspecto de la invención se refiere a un modelo animal no humano, de... [Seguir leyendo]

1.- Modelo animal no humano caracterizado por la ausencia de megalina producida mediante la deleción del gen LRP-2 localizada específicamente en el endotello de los capilares cerebrales.

2.- Modelo animal según la reivindicación 1 donde el animal no humano es un roedor o un primate.

3.- Modelo animal según la reivindicación 2 donde el roedor es un ratón o una rata.

4.- Modelo animal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 donde el animal es un animal transgénico.

5.- Procedimiento para la obtención de un modelo animal no humano según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende la eliminación de megalina específicamente en el endotelio de los capilares cerebrales mediante la deleción del gen LRP-2.

6.- Procedimiento según la reivindicación 5 donde la deleción del gen LRP-2 se produce mediante transgénesis.

7.- Procedimiento según la reivindicación 6 donde la deleción mediante transgénesis se realiza mediante el sistema Cre/lox.

8.- Uso de un modelo animal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para el estudio de una enfermedad neurodegenerativa.

9.- Uso de un modelo animal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para la identificación y/o evaluación de compuestos o composiciones para la prevención y/o el tratamiento de una enfermedad neurodegenerativa.

10.- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9 donde la enfermedad neurodegenerativa es una enfermedad neurodegenerativa humana.

11.- Uso según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 donde la enfermedad neurodegenerativa es la Enfermedad de Alzhelmer.