Modulación de oligonucleótidos antisentido de la expresión STAT3.

Un oligonucleótido antisentido de 12 a 50 nucleobases de longitud,

que hibrida específicamente con una molécula de ácido nucleico que codifica STAT3 y es capaz de inhibir la expresión de STAT3, y en donde el oligonucleótido está direccionado a los nucleótidos 2983 hasta 3127 de SEQ ID NO: 154.

Modulación de oligonucleótidos antisentido de la expresión STAT3

Campo de la invención

Esta invención se relaciona con composiciones y métodos para modular la expresión del gen humano STAT3, el cual codifica una proteína enlazante de ADN presente de manera natural involucrada en la transducción de señales 5 y activación transcripcional, y está implicada en enfermedades. Esta invención también se relaciona con métodos para inhibir la transducción de señales y activación transcripcional mediada por STAT3; estos métodos pueden ser utilizados como diagnóstico o terapéuticamente. Adicionalmente, esta invención se relaciona con el tratamiento de condiciones asociadas con la expresión del gen STAT3 humano.

Antecedentes de la invención 10

Las proteínas STAT (transductores de señal y activadores de transcripción) son proteínas enlazantes de ADN que juegan un papel doble en la transducción de señales y activación de la transcripción. Actualmente, hay seis miembros distintos de la familia STAT (STAT1, STAT2, STAT3, STAT4, STAT5, y STAT6) y varias isoformas (STAT1-alfa, STAT1-beta, STAT3-alfa y STAT3-beta) . Las actividades de las STAT son moduladas por diversas citoquinas y estímulos mitogénicos. 15

El enlazamiento de una citoquina a su receptor da como resultado la activación de la proteína tirosina quinasa de Janus (JAK) asociadas con estos receptores. Esta a su vez, fosforila la STAT, dando como resultado la translocación al núcleo y la activación transcripcional de los genes que responden a STAT. La fosforilación en un residuo específico de tirosina de la STAT da como resultado su activación, dando como resultado la formación de homodímeros y/o heterodímeros de STAT los cuales se enlazan a secuencias promotoras de genes específicos. Los 20 eventos mediados por las citoquinas a través de la activación de STAT incluyen proliferación celular y diferenciación y prevención de la apoptosis.

La especificidad de la activación de STAT es debida a citoquinas específicas, esto es, cada STAT es responsable de un número pequeño de citoquinas específicas. También se ha encontrado que otras moléculas de señalización que no son citoquinas, tales como los factores de crecimiento, activan las STAT. El enlazamiento de estos factores a un 25 receptor de la superficie celular asociado con la proteína tirosina quinasa también da como resultado la fosforilación de STAT.

Se ha encontrado también que la STAT3 [también el factor de respuesta de fase aguda (APRF) , STAT3-alfa], en particular, responde a la interleuquina-6 (IL-6) así como al factor de crecimiento epidérmico (EGF) (Darnell, Jr., J.E., et al., Science, 1994, 264, 1415-1421) . Además, se ha encontrado que la STAT3 tiene un papel importante en la 30 transducción de señales por interferones (Yang, C. H., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95, 5568-5572) . Existe evidencia que sugiere que la STAT3 puede ser regulada por la ruta MAPK. La ERK2 induce la fosforilación de la serina y también se asocia con STAT3 (Jain, N., et al., Oncogene, 1998, 17, 3157-3167) .

La STAT3 expresa en la mayor parte de los tipos celulares (Zhong, Z., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 4806-4810) . Induce la expresión de genes involucrados en la respuesta a las lesiones e inflamación de tejidos. La 35 STAT3 también ha demostrado prevenir la apoptosis a través de la expresión de bcl-2 (Fukada, T., et al., Immunity, 1996, 5, 449-460) .

La expresión aberrante de o la expresión constitutiva de la STAT3 está asociada con un cierto número de procesos de enfermedades. La STAT3 ha demostrado estar involucrada en la transformación celular. Es activa constitutivamente en células transformadas por v-src (Yu, C. L., et al., Science, 1995, 269, 81-83) . La STAT3 40 activada constitutivamente también induce la expresión de genes mediada por STAT3 y se requiere para la transformación celular por medio de src (Turkson, J., et al., Mol. Cell. Biol., 1998, 18, 2545-2552) . La STAT3 también es activa constitutivamente en células transformadas por el virus I linfotrófico de células T humano (HTLV-I) (Migone, T. S. et al., Science, 1995, 269, 79-83) .

La activación constitutiva y/o sobreexpresión de STAT3 parece estar involucrada en varias formas de cáncer 45 incluyendo mieloma, carcinomas de seno, cáncer de próstata, tumores de cerebro, carcinomas de cabeza y cuello, melanoma, leucemias y linfomas, particularmente leucemia mielogenosa crónica y mieloma múltiple (Niu et al., Cancer Res., 1999, 59, 5059-5063) . Las líneas celulares de cáncer de seno que sobreexpresan EGFR expresan constitutivamente STAT3 fosforilada (Sartor, C.I., et al., Cancer Res., 1997, 57, 978-987; Garcia, R., et al., Cell Growth and Differentiation, 1997, 8, 1267-1276) . También se encontraron niveles de STAT3 activados elevados en 50 glioblastomas y meduloblastomas de grado bajo (Cattaneo, E., et al., Anticancer Res., 1998, 18, 2381-2387) .

Las células derivadas de cánceres de próstata tanto de ratas como humano han demostrado tener STAT3 activada constitutivamente, estando relacionada la activación de STAT3 con potencial maligno. La expresión de STAT3 negativo dominante se encontró que inhibía significativamente el crecimiento de células de próstata humana (Ni et al., Cancer Res., 2000, 60, 1225-1228) . 55

También se ha encontrado que la STAT3 es activada constitutivamente en algunas leucemias agudas (Gouilleux-Gruart, V., et al., Leuk. Lymphoma, 1997, 28, 83-88) y en linfomas de células T (Yu, C. L., et al., J. Immunol., 1997, 159, 5206-5210) . De manera interesante, se ha encontrado que la STAT3 es fosforilada constitutivamente en un residuo de serina en leucemia linfocítica crónica (Frank, D. A., et al., J. Clin. Invest., 1997, 100, 3140-3148) . Además, se ha demostrado que los oligonucleótidos antisentido a la STAT3 promueven la apoptosis en células de 5 cáncer de pulmón de células no pequeñas (Song et al., Oncogene 22:4150, 2003) y en células de cáncer de próstata (Mora et al., Cancer Res. 62:6659, 2002) .

Se ha encontrado que la STAT3 es constitutivamente activa en células de tumores de mieloma, tanto en cultivo como en células mononucleares de médula ósea de pacientes con mieloma múltiple. Estas células son resistentes a la apoptosis mediada por Fas y expresan altos niveles de BcL-xL. La señalización de STAT3 demostró ser esencial 10 para la supervivencia de células tumorales de mieloma confiriendo resistencia a la apoptosis (Catlett-Falcone, R., et al., Immunity, 1999, 10, 105-115) . La STAT3 activada constitutivamente también está asociada con leucemia mielogenosa crónica. Así la STAT3 es un objetivo potencial para la intervención terapéutica en múltiples cánceres de mieloma y otros con rutas de señalización de STAT3 activadas. Las opciones para el tratamiento de pacientes con mieloma múltiple no son completamente satisfactorias. El Velcade fue aprobado en mayo del 2003 con un ensayo de 15 pivote de 188 pacientes evaluables con base en encogimiento de tumor, no en supervivencia. Solamente el 28% (de los pacientes mostró una respuesta parcial. Los datos están actualmente bajo revisión de la FDA. Hay una necesidad médica distintiva por terapias novedosas para el mieloma quimiorresistente.

Se ha utilizado una metodología de terapia genética en un sistema de modelo de tumor de ratón singenésico para inhibir la STAT3 activada in vivo utilizando una variante de STAT3 negativa dominante. Se encontró que esta 20 señalización de STAT3 activada suprime el crecimiento del tumor de melanoma B16 e induce la apoptosis de células tumorales B16 in vivo. De manera interesante, el número de células apoptóticas (95%) excedió el número de células transfectadas, indicando un posible “efecto supresor” antitumoral en el cual una respuesta inflamatoria (infiltración del tumor por células inflamatorias agudas y crónicas) puede participar en la matanza de células tumorales residuales (Niu et al., Cancer Res., 1999, 59, 5059-5063) . 25

La STAT3 también puede jugar un papel en enfermedades inflamatorias incluyendo la artritis reumatoide. La STAT3 activada ha sido encontrada en el fluido sinovial de pacientes con artritis reumatoide (Sengupta, T.K., et al., J. Exp. Med., 1995, 181, 1015-1025) y en células de articulaciones inflamadas (Wang, F., et al., J. Exp. Med. , 1995, 182, 1825-1831) .

La división alternativa da como resultado la formación de STAT3, la cual está caracterizada por la ausencia de 55 30 residuos de aminoácidos encontrados en el termino C de STAT3. Este dominio contiene el dominio de transactivación, y así, la STAT3 puede actuar como regulador negativo de la función de STAT3.

Se ha encontrado que la STAT3 es más estable... [Seguir leyendo]

1. Un oligonucleótido antisentido de 12 a 50 nucleobases de longitud, que hibrida específicamente con una molécula de ácido nucleico que codifica STAT3 y es capaz de inhibir la expresión de STAT3, y en donde el oligonucleótido está direccionado a los nucleótidos 2983 hasta 3127 de SEQ ID NO: 154.

2. El oligonucleótido antisentido de la reivindicación 1, en donde la mólecula de ácido nucleico codifica STAT3 5 humana.

3. El oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación precedente, en donde el oligonucleótido es 100% complementario a la molécula de ácido nucleico que codifica STAT3.

4. El oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación precedente, el cual tiene:

a 40 nucleobases de longitud; o 10

a 30 nucleobases de longitud.

5. El oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación precedente, en donde el oligonucleótido antisentido comprende al menos un enlace internucleósido modificado, tal como un enlace fosforotioato.

6. El oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación precedente, en donde el oligonucleótido antisentido comprende al menos una unidad estructural azúcar sustituido, tal como una unidad estructural 2´-O- (2-metoxietilo) . 15

7. El oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación precedente, en donde el oligonucleótido antisentido comprende al menos una nucleobase modificada, tal como 5-metil citosina.

8. El oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación precedente el cual es un oligonucleótido quimérico.

9. El oligonucleótido antisentido de la reivindcación 8, el cual es un oligómero con brecha.

10. El oligonucleótido antisentido de la reivindicación 8 o 9 el cual es un oligonucleótido quimérico que tiene una 20 primera región que comprende desoxinucleótidos y segunda y tercera regiones que flanquean dicha primera región, comprendiendo al menos un nucleótido 2´-O- (2-metoxietilo) .

11. El oligonucleótido antisentido de la reivindicación 10, en donde dicha primera región tiene diez desoxinucleótidos de longitud y dicha segunda y tercera regiones tienen cada una cinco nucleótidos de longitud.

12. Una composición farmacéutica que comprende el oligonucleótido antisentido de cualquier reivindicación 25 precedente y un vehículo o diluyente farmacéuticamente aceptable.

13. El oligonucleótido antisentido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para uso en terapia o profilaxis.

14. El oligonucleótido antisentido de la reivindicación 13 para uso en el tratamiento o prevención de estados inflamatorios anormales o enfermedades inflamatorias, tales como artritis reumatoide.

15. El oligonucleótido antisentido de la reivindicación 13 para uso en el tratamiento o prevención de cánceres, tales 30 como cáncer de seno, próstata, cerebro o cabeza y cuello, melanomas, mielomas, leucemias o linfomas.