Variantes derivadas de ActRIIB y sus usos.

Una variante de la proteína ActRllB que comprende una secuencia de aminoácidos que es al menos 90% idéntica a los aminoácidos 29 a 109 de SEC.

ID Nº: 2, en la cual la proteína comprende un aminoácido ácido en la posición correspondiente a la posición 79 de SEC. ID Nº: 2.

Variantes derivadas de ActRIIB y sus usos Antecedentes de la invención La superfamilia del factor de crecimiento transformante beta (TGF-beta) contiene diversos factores de crecimiento que comparten elementos de secuencia y motivos estructurales comunes. Se sabe que esas proteínas ejercen efectos biológicos sobre una gran variedad de tipos de células tanto en vertebrados como invertebrados. Los miembros de la superfamilia realizan funciones importantes durante el desarrollo embrionario en la formación del patrón y en la especificación del tejido y pueden influir sobre diversos procesos de diferenciación, incluidos adipogénesis, miogénesis, condrogénesis, cardiogénesis, hematopoyesis, neurogénesis y diferenciación de células epiteliales. La familia se divide en dos ramas generales: las ramas BMP/GDF y TGF-beta/Activina/BMP10, cuyos miembros tienen efectos diversos, a menudo complementarios. Manipulando la actividad de un miembro de la familia TGF-beta, a menudo es posible causar cambios fisiológicos significativos en un organismo. Por ejemplo, las razas de ganado piamontés y belga azul tienen una mutación de pérdida de la función en el gen GDF8 (también denominado miostatina) que provoca un notable aumento de la masa muscular. Grobet et al., Nat Genet. 1997, 17 (1) :71-4. Además, en humanos los alelos inactivos de GDF8 se asocian a un incremento de la masa muscular y según se dice, una fuerza excepcional. Schuelke et al., N Engl J Med 2004, 350:2682-8.

Se pueden lograr cargas en músculo, hueso, cartílago y otros tejidos agonizando o antagonizando la señalización que es mediada por un miembro apropiado de la familia TGF-beta. Por lo tanto, existe la necesidad de agentes que actúen como reguladores potentes de la señalización de TGF-beta.

Resumen de la invención En un aspecto, la presente invención proporciona una variante de la proteína ActRllB que comprende una secuencia de aminoácidos que es al menos 90% idéntica a los aminoácidos 29 a 109 de SEC. ID Nº : 2, en la cual la proteína comprende un aminoácido ácido en la posición correspondiente a la posición 79 de SEC. ID Nº : 2.

Las características preferidas de la variante de la proteína ActRIIB de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes de este documento.

Dichos polipéptidos ActRIIB se pueden usar para el tratamiento de diversos trastornos o afecciones, en particular, trastornos musculares y neuromusculares (por ejemplo, distrofia muscular, esclerosis lateral amiotrófica (ALS) y atrofia muscular) , y atrofia muscular progresiva asociada a la edad (sarcopenia) , terapia de cáncer de próstata y caquexia del cáncer. La invención proporciona un conjunto de variantes derivadas de ActRIIB que tienen una afinidad por activina muy disminuida aunque mantienen la unión a GDF11. Estas variantes producen efectos deseables sobre el músculo reduciendo simultáneamente los efectos sobre otros tejidos.

En otro aspecto, la invención proporciona una preparación farmacéutica que comprende la variante de la proteína ActRIIB de la invención. Opcionalmente, la variante de la proteína ActRIIB se une a un ligando de ActRIIB con una Kd menor de 10 micromolar o menor de 1 micromolar, 100, 10 o 1 nanomolar. Opcionalmente, la variante de la proteína ActRIIB inhibe la señalización de ActRIIB, como los eventos de transducción de señal intracelular activados por un ligando de ActRIIB. Una variante de la proteína ActRIIB de la invención incluye una o más alteraciones adicionales en la secuencia de aminoácidos (por ejemplo, en el dominio de unión al ligando) en relación con un polipéptido ACTRIIB de origen natural. La alteración en la secuencia de aminoácidos puede, por ejemplo, alterar la glucosilación del polipéptido cuando se produce en un mamífero, insecto u otra célula eucariota o alterar la escisión proteolítica del polipéptido en relación con el polipéptido ActRIIB de origen natural. Una variante de la proteína ActRIIB puede ser una proteína de fusión que tenga, como un dominio, una proteína ActRIIB y uno o más dominios adicionales que proporcionen una propiedad deseable, como mejor farmacocinética, purificación más fácil, administración dirigida a tejidos particulares, etc. Por ejemplo, un dominio de una proteína de fusión puede mejorar una o más de: la estabilidad in vivo, la vida media in vivo, la absorción/ administración, la localización o distribución en el tejido, la formación de complejos proteicos, la multimerización de la proteína de fusión y/o la purificación. Una variante de la proteína de fusión de ActRIIB puede incluir un dominio Fc de inmunoglobulina (natural o mutante) o una seroalbúmina. En ciertas realizaciones, una fusión ActRIIB-Fc comprende un conector relativamente desestructurado colocado entre el dominio Fc y el dominio extracelular de ActRIIB. Este conector desestructurado puede corresponder a la región desestructurada de aproximadamente 15 aminoácidos en el extremo C-terminal del dominio extracelular de ActRIIB (la "cola") , o puede ser una secuencia artificial entre 5 y 15, 20, 30, 50 o más aminoácidos que están relativamente exentos de estructura secundaria. Un conector puede ser rico en residuos de glicina y prolina y puede, por ejemplo, contener secuencias repetidas de treonina/serina y glicinas (por ejemplo, repeticiones TG4 o SG4) . Una proteína de fusión puede incluir una subsecuencia de purificación, como un epítopo marcador, un marcador FLAG, una secuencia de polihistidina y una fusión GST. Opcionalmente, un polipéptido ActRIIB soluble incluye uno o más residuos de aminoácidos modificados elegidos entre: un aminoácido glucosilado,

un aminoácido PEGilado, un aminoácido farnesilado, un aminoácido acetilado, un aminoácido biotinilado, un aminoácido conjugado a una porción lipídica y un aminoácido conjugado a un agente de derivatización orgánico. Una preparación farmacéutica también puede incluir uno o más compuestos adicionales como un compuesto que se use para tratar un trastorno asociado a ActRIIB. Preferentemente, una preparación farmacéutica es sustancialmente apirógena. En general, es preferible que una proteína ActRIIB se exprese en una línea celular de mamíferos que medie adecuadamente la glucosilación natural de la proteína ACTRIIB para disminuir la probabilidad de una respuesta inmunitaria desfavorable en un paciente. Se han utilizado con éxito las líneas celulares humana y CHO, y se espera que otros vectores de expresión de mamíferos comunes sean útiles.

En este documento se dan a conocer productos farmacéuticos envasados que comprenden la preparación farmacéutica descrita aquí y rotulada para usar en la promoción del crecimiento de un tejido o en la disminución o la prevención de la pérdida de un tejido en un humano. Los ejemplos de tejidos incluyen hueso, cartílago, músculo, grasa y tejido neuronal.

La invención proporciona variantes de las proteínas ActRIIB que comprenden un dominio de unión al ligando alterado (por ejemplo, unión a GDF8) . Dichos dominios de unión al ligando alterados de un receptor ActRIIB comprenden un aminoácido ácido en la posición 79 y además pueden comprender una o más mutaciones en residuos de aminoácidos como E37, E39, R40, K55, R56, Y60, A64, K74, W78, D80, F82 y F101 de ActRIIB humana. (La numeración es con respecto a SEC. ID Nº : 2) . Opcionalmente, el dominio de unión al ligando alterado puede tener mayor selectividad por un ligando como GDF8/GDF11 en relación con un dominio de unión al ligando natural de un receptor ActRIIB. A título ilustrativo, en este documento se demuestra que estas mutaciones aumentan la selectividad del dominio de unión al ligando alterado por GDF11 (y por lo tanto, presumiblemente, GDF8) en relación con activina (presentada con respecto a ActRIIB) : K74Y, K74F, K74I y D80I. Las mutaciones siguientes tienen el efecto inverso, aumentan la relación de unión a activina en relación con GDF11: D54A, K55A, L79A y F82A. La actividad de unión total (GDF11 y activina) se puede aumentar por inclusión de la región "cola" o, presumiblemente, una región conectora desestructurada, y también mediante el uso de una mutación K74A. Otras mutaciones que causaron una disminución general en la afinidad de unión al ligando, incluyen: R40A, E37A, R56A, W78A, D80K, D80R, D80A, D80G, D80F, D80M y D80N. Las mutaciones se pueden combinar para obtener los efectos deseados. Por ejemplo, muchas de las mutaciones que afectan la relación de unión a GDF11:activina tienen un efecto general negativo sobre la unión al ligando, y por lo tanto, éstas se pueden combinar con mutaciones que generalmente aumentan la unión al ligando para producir una mejor proteína de unión con selectividad por el ligando.

Opcionalmente, el dominio de unión al ligando... [Seguir leyendo]

1. Una variante de la proteína ActRllB que comprende una secuencia de aminoácidos que es al menos 90% idéntica a los aminoácidos 29 a 109 de SEC. ID Nº : 2, en la cual la proteína comprende un aminoácido ácido en la posición 5 correspondiente a la posición 79 de SEC. ID Nº : 2.

2. La variante de la proteína ActRIIB de la reivindicación 1, en la cual la proteína comprende una secuencia de aminoácidos que es al menos 95%, 97%, 98% o 99 % idéntica a los aminoácidos 29 a 109 de SEC. ID Nº : 2.

3. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la proteína comprende un R o K en la posición correspondiente a la posición 64 de SEC. ID Nº : 2.

4. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la proteína comprende un D o E en la posición correspondiente a la posición 79 de SEC. ID Nº : 2. 15

5. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la proteína comprende una secuencia de aminoácidos que comienza en un residuo de aminoácido correspondiente a cualquiera de los aminoácidos 22 a 25 de SEC. ID Nº : 2 y termina en un aminoácido correspondiente a cualquiera de los aminoácidos 131, 133 o 134 de SEC. ID Nº : 2.

6. La variante de la proteína ActRIIB de la reivindicación 5, en la cual la proteína comprende una secuencia de aminoácidos que comienza en el aminoácido 25 de SEC. ID Nº : 2 y termina en el aminoácido 131 de SEC. ID Nº : 2.

7. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la proteína es un 25 homodímero.

8. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la proteína es una proteína de fusión que comprende además una porción heteróloga.

9. La variante de la proteína ActRIIB de la reivindicación 8, en la cual la porción heteróloga comprende una región constante de una cadena pesada de IgG.

10. La variante de la proteína ActRIIB de la reivindicación 9, en la cual la porción heteróloga comprende un dominio Fc. 35

11. La variante de la proteína ActRIIB de la reivindicación 10, en la cual la proteína de fusión comprende además un dominio conector ubicado entre el polipéptido ActRIIB y el dominio Fc.

12. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la proteína

incluye uno o más residuos de aminoácidos modificados elegidos entre: un aminoácido glucosilado, un aminoácido PEGilado, un aminoácido farnesilado, un aminoácido acetilado, un aminoácido biotinilado y un aminoácido conjugado a una porción lipídica.

13. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en la cual la proteína comprende 45 además una secuencia de purificación elegida entre: un epítopo marcador, un marcador FLAG, una secuencia de polihistidina y una fusión GST.

14. La variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en la cual la variante de la 50 proteína ActRIIB inhibe la señalización por miostatina y/o GDF11 en un ensayo celular.

15. Una composición farmacéutica que comprende la variante de la proteína ActRIIB de cualquiera de las reivindicaciones precedentes.