Proteínas neurales como biomarcadores para lesiones del sistema nervioso y otros trastornos neurales.

Un método in vitro para detectar una lesión neural o un trastorno neuronal en un sujeto,

que comprende:

analizar una muestra de un fluido corporal procedente de un sujeto, o una fracción de dicha muestra, para detectar una cantidad de un biomarcador de proteínas asociado con la lesión neural o el trastorno neuronal, en el que dicho biomarcador de proteína es ubiquitina C-terminal hidrolasa L1 (UCH-L1).

Proteínas neurales como biomarcadores para lesiones del sistema nervioso y otros trastornos neurales Campo de la invención La invención proporciona la detección y la identificación fiable de biomarcadores, que son importantes para el diagnóstico y la prognosis de daños en el sistema nervioso (sistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico (SNP) ) , lesiones cerebrales y trastornos neurales. El perfil de proteínas/péptidos en pacientes con daños en los nervios y las células cerebrales se distingue de los individuos normales utilizando técnicas baratas. Estas técnicas proporcionan estrategias sencillas, pero sensibles, para diagnosticar los daños en el sistema nervioso central, lesiones cerebrales y trastornos neuronales utilizando fluidos biológicos.

Antecedentes de la invención La incidencia de lesiones cerebrales traumáticas ("traumatic brain injur y ", TBI) en EEUU se calcula, de forma conservadora, en más de 2 millones de personas por año, con aproximadamente 500.000 hospitalizaciones. De estas, aproximadamente 70.000 a 90.000 de los supervivientes de lesiones cerebrales quedan permanentemente discapacitados. El coste económico anual para la sociedad por los cuidados a los pacientes con lesiones en la cabeza se calcula en 25.000 millones de dólares. Estos datos se refieren solo a la población civil, y la incidencia es mucho mayor cuando se incluyen los accidentes de combate. En las guerras modernas (1993-2000) , las TBI son la principal causa de muerte (53%) entre los heridos que llegan a las instalaciones de cuidados médicos.

La evaluación de la patología y la alteración neurológica inmediamente después de TBI es crucial para la determinación de la gestión clínica apropiada y para predecir el resultado a largo plazo. Las mediciones de los resultados que se emplean con más frecuencia en las lesiones en la cabeza son la escala de coma de Glasgow (GCS) , la escala de resultado de Glasgow (GOS) , la tomografía computerizada, y la formación de imágenes de resonancia magnética (MRI) para detectar la patología intracraneal . Sin embargo, a pesar de que los sistemas de triage de emergencias han sido mejorados en gran medida, basándose en estas mediciones de los resultados, la mayoría de las TBI sufren una alteración a largo plazo y un gran número de supervivientes de TBI se ven gravemente afectados, a pesar de las predicciones de "recuperación buena" en la GOS. Además, CT y MRI son caras y no pueden emplearse con rapidez en el entorno de una sala de emergencias. Además, en los entornos médicos austeros asociados con el combate, un diagnóstico preciso de TBI sería un prerrequisito fundamental para un triage apropiado de los accidentes.

El sistema nervioso de mamíferos comprende un sistema nervioso periférico (SNP) y un sistema nervioso central (SNC, que comprende el cerebro y la médula espinal) , y está compuesto por dos clases principales de células: neuronas y células gliales. Las células gliales rellenan el espacio entre las neuronas, las alimentan y modulan su función. Ciertas células gliales, tales como las células de Schwann en el SNP y los oligodendrocitos en el SNC, también proporcionan una vaina de mielina protectora que rodea y proteje a los axones neuronales, que son los procesos que se extienden desde el cuerpo de la célula neuronal y a través de los cuales son transportados los impulsos eléctricos de la neurona. En el sistema nervioso periférico, los axones largos de múltiples neuronas están agrupados entre sí para formar un nervio o una fibra nerviosa. Estos, a su vez, pueden combinarse en fascículos, en los que las fibras nerviosas forman agrupaciones rodeadas, junto con el suministro vascular intraneural, por una matriz de colágeno suelta unida mediante una vaina multilaminar protectora. En el sistema nervioso central, los cuerpos de las células neuronales pueden distinguirse de modo visual de sus procesos revestidos de mielina, y se conocen en la técnica como materia gris y blanca, respectivamente.

Durante el desarrollo, las neuronas en diferenciación de los sistemas nerviosos central y periférico proyectan los axones que deben crecer y ponerse en contacto con las células diana específicas. En algunos casos, los axones en crecimiento deben cubrir enormes distancias; algunos crecen hacia la periferia, mientras que otros se mantienen confinados dentro del sistema nervioso central. En mamíferos, esta etapa de la neurogénesis se completa durante la fase embrionaria de la vida, y las células neuronales no se multiplican tras haberse diferenciado completamente.

Por consiguiente, las vías neurales de un mamífero se encuentran particularmente en riesgo si las neuronas se someten a traumatismos mecánicos o químicos, o a una degeneración neuropática suficiente como para que las neuronas que definen la vía se coloquen en riesgo de muerte. Hasta la fecha se ha identificado un conjunto de neuropatías, algunas de las cuales solo afectan a una subpoblación, o a un sistema de neuronas en los sistemas nerviosos periférico o central. Las neuropatías, que pueden afectar a las propias neuronas o a las células gliales asociadas, pueden surgir de una disfunción metabólica celualr, infección, exposición a agentes tóxicos, disfunción autoinmunológica, malnutrición o isquemia. En algunos casos, se cree que la disfunción celular induce la muerte celular directamente. En otros casos, la neuropatía puede inducir una necrosis suficiente del tejido como para estimular el sistema inmunológico/inflamatorio del cuerpo, y los mecanismos de la respuesta inmunológica del cuerpo contra la lesión neural inicial entonces destruyen a las neuronas y la vía definida por estas neuronas.

Otra lesión común en el SNC es el ictus, la destrucción de tejido cerebral como resultado de un infarto o una hemorragia intracerebral. El ictus es la principal causa de muerte en el mundo desarrollado. Puede estar provocado por un menor flujo de sangre o isquemia que provoca un suministro sanguíneo deficiente y la muerte de los tejidos

en un área del cerebro (infarto) . Las causas de los ictus isquémicos incluyen coágulos sanguíneos que se forman en los vasos sanguíneos en el cerebro (trombos) y los coágulos sanguíneos o trozos de placas ateroscleróticas u otro material que puedan viajar hasta el cerebro desde otra localización (embolias) . Un sangrado (hemorragia) dentro del cerebro también puede provocar síntomas que imiten al ictus. En la técnica anterior no existe la capacidad de detectar esta lesión.

Las vías neurales de mamíferos también están en riesgo debido a los daños provocados por las lesiones neoplásicas. Se han identificado neoplasias de neuronas y de células gliales. Las células transformadas de origen neural en general pierden su capacidad para comportarse como células diferenciadas normales y pueden destruir las vías neurales por la pérdida de función. Además, los tumores en proliferación pueden inducir lesiones distorsionando la estructura del tejido nervioso normal, inhibiendo vías por la compresión de nervios, inhibiendo el flujo del fluido cerebroespinal o el suministro de sangre y/o estimulando la respuesta inmunológica del cuerpo. Los tumores metastásicos, que son una causa significativa de lesiones neoplásicas en el cerebro y la médula espinal, también pueden dañar de forma similar las vías neurales e inducir la muerte de células neuronales.

Por tanto, en la técnica son necesarias evaluaciones clínicas diagnósticas apropiadas, específicas, baratas y sencillas de la gravedad de las lesiones del sistema nervioso y la eficacia del tratamiento terapéutico. Por tanto, la identificación de marcadores neuroquímicos que sean específicos o que se encuentren predominantemente en el sistema nervioso central (SNC (cerebo y médula espinal) y SNP) , sería inmensamente beneficiosa para la predicción del resultado y como guía para la administración terapéutica dirigida.

Sumario La presente invención proporciona marcadores de proteínas neuronalas que están presentes diferencialmente en las muestras de pacientes que padecen lesiones neurales y/o trastornos neuronales, comparado con muestras de sujetos control. La presente invención también proporciona métodos sensibles y rápidos, y kits que pueden utilizarse como ayuda para el diagnóstico de lesiones neurales y/o trastornos neuronales mediante la detección de estos marcadores. La medición de estos marcadores, solos o en combinación, en muestras de pacientes proporciona información que un diagnosticador puede correlacionar con un diagnóstico probable del grado de lesión neural, tal como lesiones cerebrales traumáticas (TBI) e ictus.

En una realización preferida, la invención proporciona biomarcadores que son indicativos de una lesión... [Seguir leyendo]

1. Un método in vitro para detectar una lesión neural o un trastorno neuronal en un sujeto, que comprende:

analizar una muestra de un fluido corporal procedente de un sujeto, o una fracción de dicha muestra, para detectar una cantidad de un biomarcador de proteínas asociado con la lesión neural o el trastorno neuronal, en el que dicho biomarcador de proteína es ubiquitina C-terminal hidrolasa L1 (UCH-L1) .

2. El método de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de analizar una muestra del fluido para al menos otro biomarcador de proteínas asociado con la lesión neural y/o el trastorno neuronal.

3. El método de la reivindicación 2, en el que dicho al menos otro biomarcador de proteínas es un biomarcador de proteínas diferente con relación a dicho primer biomarcador seleccionado del grupo que consiste en: p-24, alfasinucleína, beta-sinucleína, proteína asociada a microtúbulos, sinaptofisina-1, subunidades del receptor de NMDA, vimentina, sinaptotagmina, sinaptojanina-2, sinapsina2, CRMP1, 2, anfifisina-1, PSD95, PSD-93, proteína quinasa dependiente de calmodulina II (CAMPK) -alfa, beta, gamma, proteína básica de mielina (MBP) , proteína de proteolípidos de mielina (PLP) , proteína específica de oligodendrocitos de mielina (MOSP) , glicoproteína de oligodendrocitos de mielina (MOG) , proteína asociada a mielina (MAG) , NF-H, NF-L, NF-M, BIII-tubulina-1 y sus combinaciones.

4. El método de la reivindicación 2, en el que dicho al menos otro biomarcador de proteínas es un biomarcador de proteínas diferente con relación a dicho primer biomarcador seleccionado del grupo que consiste en: proteína de membrana vesicular p-24, alfa-sinucleína, beta-sinucleína, sinaptofisina-1, subunidades del receptor de NMDA y sus combinaciones.

5. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que la cantidad disminuye con la recuperación del sujeto de la lesión neural y/o del trastorno neuronal.

6. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que la cantidad de dicho biomarcador de proteínas está relacionada con la gravedad de la lesión neural o del trastorno neuronal.

7. El método de la reivindicación 1 o 2, que comprende además analizar una segunda muestra del fluido corporal o del tejido que está en contacto con el tejido neural del sujeto para determinar una cantidad en la segunda muestra de dicho biomarcador de proteínas, en el que la cantidad de productos de la degradación en dicha cantidad en la segunda muestra es mayor o menor que la cantidad de la muestra.

8. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que la lesión neural o el trastorno neuronal es una lesión de células neurales subcelular o una lesión cerebral traumática (TBI) .

9. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que dicho fluido corporal se selecciona del grupo que consiste en CSF, sangre, plasma sanguíneo, suero y orina.

10. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que dicho biomarcador de proteínas o al menos uno de dichos otros biomarcadores de proteínas se detecta utilizando un inmunoensayo.

11. El método de la reivindicación 10, en el que el inmunoensayo es un ELISA.

12. El método de la reivindicación 1 o 2, que comprende además inmovilizar dicho al menos un biomarcador de proteínas sobre una matriz de biochip y someterlo a una ionización de láser para detectar el peso molecular de un biomarcador.

13. El método de la reivindicación 12, que comprende además comparar el peso molecular frente a un umbral de intensidad que está normalizado frente a la corriente iónica total.

14. El método de la reivindicación 12, en el que la superficie de la matriz de biochip comprende una sustancia seleccionada del grupo que consiste en: un anticuerpo, un ácido nucleico, una proteína, péptidos, sondas de aminoácidos, y un banco de presentación de fagos.