Procedimientos de terapia génica para tratar trastornos del oído mediante la administración de un vector que codifica un factor atonal asociado.

Una composición farmacéutica para la administración en el oído interno,

diseñada para cambiar la percepción sensorial de un animal, incluido un ser humano, que comprende un vector adenoviral del subgrupo D que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica un factor atonal asociado unido operablemente a un promotor que funciona en las células de soporte del oído interno, en el que la secuencia se ácido nucleico se expresa para producir el factor atonal asociado que tiene como resultado la generación de células ciliadas sensoriales que permiten la percepción de estímulos en el oído interno.

Procedimientos de terapia génica para tratar trastornos del oído mediante la administración e un vector que codifica un factor atonal asociado Campo de la invención La invención se refiere a materiales y procedimientos para alterar la percepción sensorial de un animal.

Antecedentes de la invención El oído es un órgano complejo que comprende un laberinto de estructuras responsables de la audición y el equilibrio. La percepción tanto de la audición como del equilibrio reside en la capacidad de las estructuras del oído interno para transformar los estímulos mecánicos en impulsos reconocidos por el cerebro. Los receptores sensoriales responsables de la audición se localizan en la cóclea, un canal con forma de espiral lleno de fluido. Dentro de la cóclea se encuentra el órgano de Corti, que está revestido por células ciliadas sensoriales columnares que forman un puente con la membrana basilar y la membrana tectorial. A medida que la onda de sonido atraviesa el órgano de Cortil, la membrana basilar vibra y hace que las células ciliadas se muevan hacia delante y hacia atrás. El movimiento despolariza la célula ciliada y conduce a la liberación de neurotransmisores en el nervio auditivo que transporta el impulso al cerebro.

El equilibrio y la orientación están mediados por el sistema vestibular del oído interno. El sistema vestibular comprende el utrículo y el sáculo, que detectan el movimiento lineal, y los canales semicirculares, que detectan el movimiento circular. En cada región del sistema vestibular, el movimiento de la región de la cabeza crea una alteración del fluido o pequeñas piedras de calcio en los órganos vestibulares, lo que produce el movimiento de las células ciliadas. Los impulsos nerviosos creados por el movimiento de flexión de las células ciliadas se transmiten al cerebro y de este modo proporcionan información sobre la posición del cuerpo.

Tanto en la audición como en el equilibrio, los estímulos mecánicos se traducen en señales neurales por acción de las células ciliadas sensoriales y daños en estas producen muchos tipos de hipoacusia y trastornos del equilibrio. Los daños mecánicos por, por ejemplo, ruidos altos, doblan las células ciliadas de la cóclea hasta el punto que la célula ciliada ya no puede translucir las señales a los nervios auditivos. Como las células ciliadas de mamíferos no se regeneran de forma natural se puede producir una pérdida de audición permanente si las células ciliadas están dañadas. Aparte de los traumatismos acústicos, que son la principal causa de alteración de la audición, la pérdida de audición también se atribuye a síndromes hereditarios, infecciones bacterianas o virales, uso de fármacos de prescripción y presbiacusia (pérdida de audición asociada con la edad) . Asimismo, los trastornos del equilibrio, especialmente los trastornos vestibulares, se han debido a infecciones, lesiones cerebrales, uso de fármacos y la edad.

La pérdida de audición y los trastornos del equilibrio son indiscriminados entre la población mundial y se prevé que una mayoría de la población experimente alguna reducción de la capacidad auditiva durante su vida. De hecho, más de 28 millones de americanos están sordos o tienen hipoacusia (que varía desde una pequeña pérdida de sensibilidad a una pérdida completa de la audición) , de los que el 80% experimenta pérdida de audición irreversible. De hecho, aproximadamente el 54% de la población de mayores de 65 años de edad vive con hipoacusia (Better Hearing Institute, 1999, publicado por la American Speech-Language-Hearing Association) . Las opciones para tratar la pérdida de audición son pocas. Los tratamientos más frecuentes implican audífonos e implantes cocleares. Las opciones de tratamiento para los trastornos del equilibrio incluyen rehabilitación del equilibrio y fisioterapia. No obstante, es probable que dichas terapias sean necesarias durante periodos de tiempo prolongados si el trastorno es progresivo. En la actualidad no existe un tratamiento farmacológico eficaz probado para los trastornos que implican pérdida o daños en las células ciliadas sensoriales del oído.

Dada la prevalencia de los trastornos de la audición y el equilibrio y la falta de opciones terapéuticas eficientes, existe la necesidad de un procedimiento eficaz de modulación de la percepción sensorial mediada por el oído interno de un animal, que sirva como tratamiento profiláctico y terapéutico de trastornos asociados con el oído, en particular de los trastornos asociados con la destrucción o pérdida de células ciliadas sensoriales, tales como pérdida de audición y trastornos del equilibrio. De acuerdo con lo anterior, la invención proporciona materiales y procedimientos para modificar la percepción sensorial de un animal. Esta y otras ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción detallada proporcionada en el presente documento.

Breve sumario de la invención La invención se refiere a un procedimiento para modificar la percepción sensorial de un animal. El procedimiento comprende administrar en el oído interno un vector de expresión (p. ej., un vector viral) que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica un factor atonal asociado. La secuencia de ácido nucleico se expresa para producir el factor atonal asociado, que tiene como resultado la generación de células ciliadas que permiten la percepción de estímulos en el oído interno. Idealmente, el procedimiento trata profiláctica o terapéuticamente un trastorno asociado con la pérdida o el daño de las células ciliadas sensoriales del oído.

Además, la invención se refiere a un procedimiento de generación de una célula ciliada en el epitelio sensorial diferenciado in vivo. El procedimiento comprende poner en contacto las células epiteliales sensoriales diferenciadas con un vector adenoviral (a) deficiente en una o más funciones génicas esenciales para la replicación de la región E1 y la región E4, (b) que comprende un espaciador en la región E4 y (c) que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica un factor atonal asociado, en el que la secuencia de ácido nucleico se expresa para producir el factor atonal asociado de un modo tal que se genera una célula ciliada. También se proporciona un vector adenoviral que comprende un genoma adenoviral que tiene una deficiencia en al menos una función génica esencial para la replicación de la región E4 y una secuencia de ácido nucleico que codifica un factor atonal asociado.

Descripción detallada de la invención La percepción sensorial que requiere la transformación de estímulos mecánicos en impulsos nerviosos, tales como la percepción del sonio o la posición (equilibrio) , depende del funcionamiento eficiente de las células ciliadas sensoriales. En la mayoría de los mamíferos, las células ciliadas están completamente diferenciadas después del nacimiento y no se regeneran. Por tanto, los daños en las células ciliadas durante la vida de un mamífero son irreversibles (Hawkins, Adv. Oto-Rhino-Lar y ngol., 20.125 -141 (1973) ) . Anteriormente era imposible corregir una pérdida de células ciliadas sensoriales en el oído. La invención afirma al menos en parte, sobre el sorprendente descubrimiento de que las células ciliadas sensoriales se pueden generar administrando en el epitelio sensorial una secuencia de ácido nucleico que codifica un factor de transcripción de la familia de proteínas asociadas con atonal. Un factor atonal asociado estimula la diferenciación de las células no sensoriales del epitelio sensorial, es decir células de soporte, en células ciliadas sensoriales. La capacidad para transformar una célula no sensorial del oído interno en una célula ciliada sensorial funcional representa un gran avance en la mejora de la percepción de estímulos ambientales. Sorprendentemente, los factores asociados con atonal convierten las células de soporte en células ciliadas en el epitelio sensorial diferenciado maduro. En otras palabras, el procedimiento descrito en el presente documento permite la generación de una célula ciliada a partir de una célula progenitora diferenciada, lo que implica que las células madre no son necesarias para reponer una población de células sensoriales ciliadas. La generación de células sensoriales ciliadas en el oído interno se explota para modular la percepción sensorial de un animal. Idealmente, el procedimiento descrito en el presente documento trata profiláctica o terapéuticamente a un animal, preferentemente un mamífero (p ej., un ser humano) para al menos un trastorno asociado con la pérdida o el daño de las células ciliadas sensoriales, por ejemplo trastornos del oído asociados con daños en las células ciliadas sensoriales (tales como pérdida de audición... [Seguir leyendo]

1. Una composición farmacéutica para la administración en el oído interno, diseñada para cambiar la percepción sensorial de un animal, incluido un ser humano, que comprende un vector adenoviral del subgrupo D que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica un factor atonal asociado unido operablemente a un promotor que funciona en las células de soporte del oído interno, en el que la secuencia se ácido nucleico se expresa para producir el factor atonal asociado que tiene como resultado la generación de células ciliadas sensoriales que permiten la percepción de estímulos en el oído interno.

2. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que el factor atonal asociado es un factor de transcripción hélice β-bucle-hélice.

3. La composición farmacéutica de la reivindicación 2, en la que el factor de transcripción hélice β-bucle-hélice es MATH1.

4. La composición farmacéutica de la reivindicación 2, en la que el factor de transcripción hélice β-bucle-hélice es HATH1.

5. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que el promotor es un promotor hes-1.

6. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que el vector adenoviral comprende un genoma adenoviral que tiene una deficiencia en al menos una función génica esencial para la replicación de la región E1.

7. La composición farmacéutica de la reivindicación 6, en la que el vector adenoviral comprende un genoma adenoviral que tiene una deficiencia en al menos una función génica esencial para la replicación de la región E4.

8. La composición farmacéutica de la reivindicación 7, en la que el vector adenoviral comprende un espaciador en la región E4.

9. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que la composición comprende un vector viral que comprende una secuencia de ácido nucleico que codifica un agente neurotrófico o un agente de proliferación.

10. La composición farmacéutica de la reivindicación 9, en la que el vector adenoviral que comprende la secuencia de ácido nucleico que codifica el factor atonal asociado y el vector viral que comprende la secuencia de ácido nucleico que codifica el agente neurotrófico o el agente de proliferación son el mismo vector viral,

11. La composición farmacéutica de la reivindicación 9, en la que el agente neurotrófico es un factor de crecimiento tumoral, un factor neurotrófico derivado del cerebro o un factor de crecimiento neural.

12. La composición farmacéutica de la reivindicación 9, en la que el agente de proliferación está seleccionado del grupo que consiste en factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) , factores de crecimiento endotelial vascular (VEGF) , factor de crecimiento, epidérmico, EGF, E2F, y reguladores por aumento del ciclo celular.

13. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que el vector adenoviral codifica además una proteína de fibra de ablación de unión a un receptor de virus coxsackie y adenovirus (CAR) .

14. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que el vector adenoviral codifica además una proteína base pentón de ablación de unión a una o más integrinas.

15. La composición farmacéutica de la reivindicación 1, en la que el vector adenoviral es del serotipo 28.