Nuevas herramientas terapéuticas y métodos para tratar la ceguera.

Una molécula de ácido nucleico aislada que comprende una secuencia nucleotídica que codifica un gen de halorrodopsina procedente de una arquea o un fragmento activo frente a la luz de dicho gen,

bajo el control de un promotor específico de los conos para el uso en el tratamiento o la mejora de la ceguera

Nuevas herramientas terapïuticas y mïtodos para tratar la ceguera Campo de la Invenciïn La presente invenciïn se refiere a mïtodos para tratar la ceguera. La presente invenciïn tambiïn se refiere a construcciones gïnicas para el uso en el tratamiento de la ceguera, asï como a su uso en la fabricaciïn de un medicamento para tratar la ceguera.

Antecedentes de la Invenciïn La ceguera es un problema sanitario principal que incapacita a millones de personas en el mundo. La causa mïs comïn de la ceguera es la disfunciïn de la retina. Las tres formas mïs comunes de ceguera retiniana son la retinitis pigmentosa (RP) , la degeneraciïn macular (MD, por sus siglas en inglïs) y el glaucoma (G) . En la RP y la MD el principal problema es la degeneraciïn de los fotorreceptores y la consiguiente pïrdida de fotosensibilidad. Asï, hay una necesidad de obviar los problemas asociados con tal degeneraciïn de los fotorreceptores.

Un enfoque ha sido desarrollar una prïtesis retiniana, un chip "guïa" con tantos como 1.000 electrodos minïsculos, para ser implantado en el ojo. Esto tendrïa el potencial de ayudar a las personas que han perdido la vista a recuperar una visiïn suficiente para manejarse independientemente, pero el nïmero de electrodos simplemente es insuficiente para conseguir que se obtenga un alto grado o nivel de vista. Por otra parte, hay problemas asociados con la inserciïn de cuerpos extraïos en el ojo. Recientemente, se ha aislado y/o manipulado un nïmero de genes que cuando se expresan pueden hacer a las cïlulas sensibles a la luz. En algunos casos, tambiïn son necesarios factores no genïticos adicionales para hacer a las cïlulas sensibles a la luz.

Una propuesta de Eli en 2001 fue usar las proteïnas que contienen clorofila de la espinaca para tratar la pïrdida de visiïn. Estas proteïnas emiten un pequeïo voltaje elïctrico despuïs de capturar la energïa de fotones de luz entrantes. No obstante, la investigaciïn ha mostrado que los centros de reacciïn del fotosistema I se pueden incorporar a un liposoma y se muestra que son funcionales, ya que produce el equivalente experimental de un voltaje cuando la luz estï brillando sobre ïl, hasta ahora no se ha observado que esto funcione en una cïlula retiniana.

Otro trabajo del neurobiïlogo Richard Kramer en UC Berkeley ha considerado volver a genomanipular un canal de potasio para que sea sensible a la luz en lugar de al voltaje, a fin de permitir la inserciïn de un conmutador activado por luz en cïlulas cerebrales normalmente insensibles a la luz. Sin embargo, el canal se tiene que mutar de modo que siempre permanezca abierto y se proporciona un "tapïn" quïmico, unido al canal, que es sensible a la luz de modo que cuando se ilumina con luz UV de longitud de onda larga, el tapïn se libere del canal, expulsando el potasio del canal. La luz de una longitud de onda mïs larga hace que el tapïn se inserte de nuevo en el canal y detenga la liberaciïn de potasio. Sin embargo, se apreciarï que tal sistema es extremadamente complejo y es probable que surjan problemas si el canal se aporta al tipo equivocado de cïlulas retinianas.

Bi y cols. (Neuron, 50, 2006, p23-33) divulga el uso de rodopsina de tipo microbiano para restaurar respuestas visuales en ratones con degeneraciïn de fotorreceptores. Sin embargo, es probable que la expresiïn del gen de rodopsina se haya producido en una variedad de tipos de cïlula del ojo, lo que es potencialmente indeseable y/o problemïtico. Tambiïn parece que la intensidad luminosa umbral requerida para producir respuestas es muy superior que para fotorreceptores normales de los bastones y los conos, pero no hay una enseïanza de cïmo se puede tratar esto en, por ejemplo, ambientes de poca luz.

Un mïtodo alternativo ha sido descrito por algunos de los presentes inventores en el documento WO-A2008/022772, en el que, p. ej. canalrodopsina 2 se dirige, p. ej., a cïlulas de encendido ("ON") . Sin embargo, este mïtodo tiene la desventaja de no ser ïptimo con cïlulas de apagado ("OFF") .

Entre los objetivos de la presente invenciïn estï obviar y/o mitigar al menos una de las desventajas susodichas.

Tambiïn es un objetivo de la presente invenciïn proporcionar un sistema adecuado para el uso en la prevenciïn y/o el tratamiento de la ceguera en un sujeto.

Sumario de la Invenciïn Para estudiar esta necesidad, los presentes inventores investigaron la capacidad de un sensor de luz hiperpolarizante filogenïticamente antiguo, tal como la halorrodopsina procedente del arquea (arqueobacteria) Natronomas pharaonis (NpHR) , expresado especïficamente en fotorreceptores de los bastones y los conos para restaurar la visiïn en un modelo experimental para ceguera. Sorprendentemente, los inventores apreciaron que este receptor por sï mismo, cuando se introduce en fotorreceptores de los bastones y los conos, podrïan estimular el sistema tanto de encendido como de apagado, y restaurar algo de visiïn por sï mismo, esto es, sin la necesidad de cualquiera de los otros numerosos componentes de la cascada de transducciïn de luz habitualmente encontrados en fotorreceptores de los bastones y los conos.

Por lo tanto, la presente invenciïn abarca una molïcula de ïcido nucleico aislada que comprende una secuencia nucleotïdica que codifica un gen de halorrodopsina procedente de un arquea o un fragmento fotoactivo de dicho gen, bajo el control de un promotor especïfico de los conos para el uso en el tratamiento o la mejora de la ceguera. El gen de halorrodopsina puede ser de Natronomas pharaonis (NpHR) .

La molïcula de ïcido nucleico aislada de la invenciïn se puede usar mediante la administraciïn y la expresiïn en conos, conos bipolares de encendido, conos bipolares de apagado. Por lo tanto, la molïcula de ïcido nucleico aislada de la invenciïn puede comprender un promotor especïfico de cïlulas, por ejemplo promotor de rodopsina humano, promotor de opsina roja humano que controla la expresiïn del gen del canal o la bomba iïnicos regulados por luz.

La presente invenciïn abarca ademïs un vector recombinante que comprende un ïcido nucleico de la invenciïn o una cïlula huïsped que comprende dicho vector.

Ademïs, la presente invenciïn tambiïn abarca un estuche que comprende una molïcula de ïcido nucleico de la invenciïn, un vector recombinante que comprende dicha molïcula o una cïlula huïsped que comprende dicho vector.

Descripciïn de las Figuras

Figura 1: vector genïmico AAV2-Rho-NpHR-EYFP

Figura 2: Curva de afinaciïn espectral (nïmero medio total de picos durante el encendido de luz normalizado para cada cïlula y nivel de luz) de retinas infectadas con AAV-NpHR (gris) y retinas de control no tratadas (negro) de ratones (por favor, nïtese que los ratones normalmente no poseen un receptor sensible a la luz roja) .

Descripciïn Detallada de la Invenciïn Para estudiar esta necesidad, los presentes inventores investigaron la capacidad de un sensor de luz hiperpolarizante filogenïticamente antiguo, tal como la halorrodopsina procedente de la arquea (arqueobacteria) Natronomas pharaonis (NpHR) , expresado especïficamente en fotorreceptores de los bastones y los conos para restaurar la visiïn en un modelo experimental para la ceguera. Sorprendentemente, los inventores apreciaron que este receptor por sï mismo, cuando se introduce en fotorreceptores de los bastones y los conos, podrïa estimular el sistema tanto de encendido como de apagado, y restaurar algo de visiïn por sï mismo, esto es, sin la necesidad de cualquiera de los otros numerosos componentes de la cascada de transducciïn de luz habitualmente encontrados en fotorreceptores de los bastones y los conos Por lo tanto, la presente invenciïn abarca una molïcula de ïcido nucleico aislada que comprende una secuencia nucleotïdica que codifica un gen de halorrodopsina procedente de un arquea o un fragmento fotoactivo de dicho gen, bajo el control de un promotor especïfico de los conos para el uso en el tratamiento o la mejora de la ceguera. El gen de halorrodopsina puede ser de Natronomas pharaonis (NpHR) .

La molïcula de ïcido nucleico aislada de la invenciïn se puede usar mediante la administraciïn y la expresiïn en conos, conos bipolares de encendido, conos bipolares de apagado. Por lo tanto, la molïcula de ïcido nucleico aislada de la invenciïn puede comprender un promotor especïfico de cïlulas, por ejemplo promotor de rodopsina humano, promotor de opsina roja humano que controla la expresiïn del canal iïnico o el gen de bombeo regulados por luz.

La presente invenciïn abarca ademïs un vector recombinante que comprende un ïcido nucleico de la invenciïn o una cïlula huïsped que comprende dicho vector.

Ademïs, la presente invenciïn... [Seguir leyendo]

1. Una molïcula de ïcido nucleico aislada que comprende una secuencia nucleotïdica que codifica un gen de halorrodopsina procedente de una arquea o un fragmento activo frente a la luz de dicho gen, bajo el control de un 5 promotor especïfico de los conos para el uso en el tratamiento o la mejora de la ceguera.

2. La molïcula de ïcido nucleico aislada segïn la reivindicaciïn 1, en la que el gen de halorrodopsina es de Natronomas pharaonis (NpHR) .

3. La molïcula de ïcido nucleico aislada segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende el

promotor de rodopsina humano o el promotor de opsina roja humano que controla la expresiïn del gen de 10 halorrodopsina.

4. La molïcula de ïcido nucleico aislada segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende el promotor arr3 que controla la expresiïn del gen de halorrodopsina.

5. Un vector recombinante que comprende el ïcido nucleico segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Una cïlula huïsped que comprende el vector segïn la reivindicaciïn 5.

7. Un estuche que comprende un ïcido nucleico aislado segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, un vector recombinante segïn la reivindicaciïn 5 o una cïlula huïsped segïn la reivindicaciïn 6.