Sustancias y composiciones para potenciar la reparación de ADN y procedimientos de uso.

Uso de una sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A en un animal para la preparación de un medicamento para prevenir o tratar una afección asociada con daños en el ADN en un animal,

en el que la sustancia está seleccionada del grupo que consiste en un polipéptido que comprende un fragmento de la región N-terminal de CUL4A o un análogo, homólogo, derivado del mismo que funciona de manera similar a la región N-terminal de CUL4A, un ARN de interferencia pequeño (ARNsi) de CUL4A, un ARN de horquilla corta (ARNsh) de CUL4A, un oligonucleótido antisentido de CUL4A, un aptámero de CUL4A, y una ribozima de CUL4A, y en el que el medicamento es para ser administrado a un animal para provocar un aumento en la actividad de reparación por escisión de nucleótidos con el fin de prevenir o tratar una afección asociada con el daños en el ADN en el animal.

Sustancias y composiciones para potenciar la reparación de ADN y procedimientos de uso Antecedentes de la invención

Las células están continuamente expuestas a factores, tales como especies reactivas intracelulares y agentes ambientales, que son capaces de causar daños en el AND. Las consecuencias potencialmente mutagénicas del daño en el ADN se minimizan mediante las vías de reparación del ADN, que están ampliamente caracterizadas en tres formas: la reparación por escisión de base (BER), la reparación de apareamientos erróneos (MMR), y la reparación por escisión de nucleótidos (NER) (Wood et al, Science, 291: 1284 - 1289 (21)). Las deficiencias en la reparación de daños en el ADN subyacen a la patogenia del cáncer, así como muchos trastornos genéticos, como el xeroderma pigmentoso, el síndrome de Cockayne y la ataxia-telangiectasia

La exposición a la irradiación de luz ultravioleta (UV) o a mutágenos químicos conduce a la acumulación de ADN dañado, que a su vez, da como resultado mutaciones que contribuyen al desarrollo del cáncer. Las células eucariotas responden a la irradiación de UV mediante la inducción de la vía NER, que identifica y elimina el ADN dañado, y mediante la activación del punto de control de los daños en el ADN para detener la progresión del ciclo celular, lo que da tiempo para la acción NER. La NER es la principal vía de reparación del ADN mediante la cual las células eliminan el daño en ADN que distorsiona la hélice causado por la irradiación UV y por los mutágenos químicos (Friedberg et al., Reparación de ADN y mutagénesis, 2 a edición, ASM Press, Washington, DC (26))

La NER es un proceso de varias etapasa que usa más de 3 proteínas para llevar a cabo las distintas etapas de reconocimiento del daños en el ADN, incisión de los exremos 5 'y 3' de la lesión para eliminar el ADN dañado, rellenado del hueco con la ADN polimerasa, y la unión del ADN recién sintetizado en el ADN parental a través de la actividad de la ligasa de ADN (véase, por ejemplo, Friedberg et al., DNA Repair and Mutagenesis, 2nd Edition, ASM Press, Washington, D.C. (26); Sanear, Annu. Rev. Biochem., 65: 43 - 81 (1996)). La NER está compuesta por dos vías distintas especificidades de hebra del ADN: la vía de reparación acoplada a la trascripción (TCR) que elimina las lesiones de las hebras del ADN transcrito por la ARN polimerasa II, y la vía de reparación genómica global (GGR), que repara los daños en la hebra no transcrita de los genes expresados, así como de la cromatina inactiva (revisado en Hanawalt, Oncogene, 21: 8949 - 8956 (22)). El proceso NER ha sido ampliamente estudiado, y los componentes esenciales para realizar las reacciones de escisión y reparación se han definido mediante reconstitución in vitro utilizando proteínas recombinantes y los moldes del ADN dañado (Aboussekhra et al., Cell, 8: 859 - 868 (1995); Araujo et al., Genes Dev., 14: 349 - 359 (2); Mu et al., J. Biol. Chem., 271: 8285 - 8294 (1996); Mu et al., J. Biol. Chem., 27: 2415 - 2418(1995)).

Factores de la NER implicados en la ruta GGR de reconocmiento de daños en el ADN incluyen XPA-RPA, XPC- FIR23B, y las proteínas heterodiméricas de unión al ADN específicas del daño, que consisten en las subunidades DDB1 (p127) y DDB2 (p48). Entre estos sensores del daño en el ADN, DDB1- DDB2 heterodiméricas exhiben la mayor afinidad (actividad designada UV-DDB) para dímeros de pirimidina ciclobutano inducidos por UV (CPDS) y 6- 4 fotoproductos (6-4PP) (Batty et al., J. Mol.. Biol, 3: 275 - 29 (2)). Las mutaciones en DDB2 son

responsables de los casos del grupo E de complementación DE xeroderma pigmentoso (XP-E), que se caracterizan por defectos en la eliminación mediada por GGR del ADN dañado y la predisposición al cáncer de piel (Wittschieben and Wood, DNA Repair (Amst), 2: 165 - 169 (23). Después de la irradiación UV, DDB1 y DDB2 SE acumulan inmediatamente sobre el ADN dañado y posteriormente se ubiquitinan y degradan por la acción de la ubiquitina ligasa CUL4A (Chen et al., Mol. Cell 22: 489 - 499 (26); Fitch et al., DNA Repair (Amst), 2: 819 - 826 (23); Groisman et al., Cell, 113: 357 - 367 (23); Rapic-Otrin et al., Nucleic Acids Res., 3: 2588 - 2598 (22)). CUL4A también es responsable de la renovación de DDB2 en condiciones de crecimiento normales (Chen et al., J. Biol.. Chem, 276: 48175 - 48182 (21); Nag et al., Mol. Cell Biol., 21: 6738 - 6747 (21), lo que conduce a una disminución global de la actividad de UV-DDB (Chen et al., J. Biol.. Chem, 276:)). 48175 - 48182 (21)).

Las funciones de ubiquitina ligasa CUL4A como componente de un complejo multimérico en el que el extremo C de CUL4A interacciona con la proteína de dedo de ANILLO Rbx1 / ROC1 / HRT1 (denominada en lo sucesivo Rbx1) para reclutar la enzima de conjugación de ubiquitina E2, y el extremo N de CUL4A interacciona con DDB1. A su vez, DDB1 actúa como un adaptador, que se une DDB1, factores asociados con CUL4A (DCAF), que sirven como receptores de sustrato específicos (Angers et al., Nature, 443: 59 - 593 (26); He et al., Genes Dev., 2: 2949 - 2954 (26); Higa et al., Nat Cell Biol., 8: 1277 - 1283 (26); Jin et al., Mol. Cell 23: 79 - 721 (26); Lee and Zhou, Mol. Cell 26: 775 - 78 (27)). CUL4B, el otro miembro de la familia CUL4, tiene una amplia homología de secuencia con CUL4A y comparte algunas funciones redundantes con CUL4A, incluyendo el mantenimiento del crecimiento celular y la participación de la ubiquitinación de ciertos objetivos de CUL4 (Higa et al., Nat.Cell Biol., 5: 18 - 115 (23); Hu et al., Nat. Cell Biol., 6: 13 - 19 (24)). CUL4B que contiene complejos de ubiquitina ligasa tienen algunas características únicas, tales como la capacidad de degradar los receptores de hormonas esteroides sexuales (Ohtake et al., Nature, 446: 562 - 566 (27)). Además, se han identificado las mutaciones CUL4B como los defectos genéticos causales subyacentes al retraso mental ligado al cromosoma X (Tarpey et al., Am. J. Hum.Genet, 8:. 345 - 352 (27); Zou et al., Am. J. Hum. Genet., 8: 561 - 566 (27)).

Hasta la fecha, la mayoría de las terapias contra el cáncer que se dirigen a las vías de reparación del ADN son

sustancias que inhiben la reparación del ADN en las células cancerosas con el fin de mejorar los efectos de las quimioterapias y radioterapias que dañan el ADN (Kelley and Fishel. Anticancer Agents Med. Chem., 8(4): 417 - 25 (28)).

Comparativamente se han realizado menos intentos para mejorar o acelerar la reparación de ADN a fin de reducir las consecuencias del daño de ADN después de que se ha producido con el fin de prevenir o tratar la enfermedad, aunque las composiciones que comprenden endonucleasa T4 V se han analizado como una terapia potencial para el cáncer de piel (Cafardi y Elmets. Expert Opin. Biol. Ther., 8(6): 829 - 38 (28)).

Por lo tanto, existe la necesidad de composiciones y métodos para mejorar la reparación del ADN en células y en animales. La presente invención proporciona tales composiciones y procedimientos, que pueden ser útiles para la prevención o tratamiento de enfermedades asociadas con daños en el DNA

Breve sumario de la invención

La presente invención se refiere al uso de una sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A en un animal para la preparación de un medicamento para prevenir o tratar una afección asociada con daños en el ADN en un animal, en el que la sustancia está seleccionada del grupo que consiste en un polipéptido que comprende un fragmento de la reglón N-terminal de CUL4A o un análogo, homólogo, derivado del mismo que funciona de manera similar a la reglón N-terminal de CUL4A, un ARN de interferencia pequeño (ARNsi), un ARN de horquilla corta (ARNsh) de CUL4A, un oligonucleótido antisentido de CUL4A, un aptámero de CUL4A, y una ribozima de CUL4A, y en el que el medicamento es para ser administrado a un animal para provocar un aumento en la actividad de reparación por escisión de nucleótidos con el fin de prevenir o tratar una afección asociada con el daños en el ADN en el animal.

En el presente documento se divulga un procedimiento para prevenir o tratar una afección asociada con daños en el ADN en un animal, procedimiento que comprende administrar a un animal que lo necesite una cantidad eficaz de una sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A, de modo que se previene o trara una afección asociada con daños en el ADN en el animal.

En el presente documento también se divulga un procedimiento para prevenir o tratar una afección asociada con daños en el ADN en un animal, procedimiento que comprende administrar a un animal que lo necesite una cantidad eficaz de una sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A, en el que la sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A produce un Incremento... [Seguir leyendo]

1. Uso de una sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A en un animal para la preparación de un medicamento para prevenir o tratar una afección asociada con daños en el ADN en un animal, en el que la sustancia está seleccionada del grupo que consiste en un polipéptido que comprende un fragmento de la región N-terminal de CUL4A o un análogo, homólogo, derivado del mismo que funciona de manera similar a la región N-terminal de CUL4A, un ARN de interferencia pequeño (ARNsi) de CUL4A, un ARN de horquilla corta (ARNsh) de CUL4A, un oligonucleótido antisentido de CUL4A, un aptámero de CUL4A, y una ribozima de CUL4A, y en el que el medicamento es para ser administrado a un animal para provocar un aumento en la actividad de reparación por escisión de nucleótidos con el fin de prevenir o tratar una afección asociada con el daños en el ADN en el animal.

2. El uso de la reivindicación 1, en el que la sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A inhibe la expresión de CUL4A

3. El uso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A interrumpe la unión de CUL4A a la proteína 1 de unión al ADN dañado (DDB1).

4. El uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la sustancia es un siARN de CUL4A o un shARN de CUL4A.

5. El uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la afección asociada con daños en el ADN se selecciona del grupo que consiste en el envejecimiento, exposición prolongada a radiación ultravioleta (UV), exposición a un carcinógeno químico, cáncer, xeroderma pigmentoso, síndrome de Cockayne, y ataxia- telangiectasia.

6. El uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la afección asociada con daños en el ADN es la exposición prolongada a radiación UV.

7. El uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el medicamento es una composición de filtro solar que comprende:

(a) la sustancia que interfiere con la actividad de CUL4A,

(b) una cantidad fotoprotectora de un compuesto de filtro solar capaz de filtrar la radiación UV que tiene una longitud de onda de 28 nm a 32 nm (UV-B) y / o 32 nm a 4 nm (UV-A), y

(c) un vehículo cosméticamente aceptable.

8. El uso de la reivindicación 7, en el que el compuesto de filtro solar está seleccionado del grupo que consiste en sulisobenzona, dioxibenzona, antranilato de metilo, ácido 4-aminobenzoico (PABA), amil dimetil PABA, octil dimetil PABA, PABA de glicerilo, p-metoxicinamato de 2-etoxietilo, dietanolamina p-metoxicinamato, p-metoxicinamato de etilhexilo, trioleato de digaloilo, 4-bis (hidroxipropil)aminobenzoato de etilo, 2-etilhexil-2-ciano-3,3-difenilacrilato, salicilato de 2-etilhexilo, salicilato de homomentilo, salicilato de trietanolamina, ácido 2-fenilbencimidazol-5-sulfónico, vaselina roja, dióxido de titanio, óxido de zinc, y combinaciones de los mismos.