Compuestos oligonucleótidos inmuno reguladores (IRO) para modular la respuesta inmune basada en receptor semejante a Toll.

Un compuesto antagonista de TLR que tiene la estructura**Fórmula**

en la que:

CG es un resto de oligonucleótido y C es citosina o un derivado de nucleótido de pirimidina, en el que el derivado de nucleótido de pirimidina se selecciona del grupo que consiste en 5-hidroxicitosina, 5-hidroximetilcitosina, N4- alquilcitosina, N4-etilcitosina, araC, 5-OH-dC, N3-Me-dC, y 4-tiouracilo; G es guanosina o un derivado de nucleótido de purina, en el que el derivado de nucleótido de purina se selecciona del grupo que consiste en 7-deaza-G, 7- deaza-dG, ara-G, 6-tio-G, Inosina, Iso-G, loxoribina, TOG(7-tio-8-oxo)-G, 8-bromo-G, 8-hidroxi-G, 5-aminoformicina B, Oxoformicina, 7-metil-G, 9-p-clorofenil-8-aza-G, 9-fenil-G, 9-hexil-guanina, 7-deaza-9-bencil-G, 6-Cloro-7- deazaguanina, 6-metoxi-7-deazaguanina, 8-Aza-7-deaza-G(PPG), 2-(Dimetilamino)guanosina, 7-Metil-6- tioguanosina, 8-Benciloxiguanosina, 9-Deazaguanosina, 1-(B-D-ribofuranosil)-2-oxo-7-deaza-8-metil-purina y 1-(2'- desoxi-ß-D-ribofuranosil)-2-oxo-7-deaza-8-metil-purina;

N1-N3, en cada aparición, es independientemente un nucleótido, derivado de nucleótido que es un nucleótido de purina o pirimidina que tiene una base que no es guanina, citosina, adenina, timina o uracilo y/o un azúcar que no es ribosa ó 2'-desoxiribosa y puede estar presente en el núcleo de un oligonucleótido o unión no nucleotídica que puede unir o puede unirse a los oligonucleótidos mediante una unión distinta a una que contiene fósforo; Nm, en cada aparición, es independientemente un nucleótido, derivado de nucleótido que es un nucleótido de purina o pirimidina que tiene una base que no es guanina, citosina, adenina, timina o uracilo y/o un azúcar que no es ribosa ó 2'-desoxiribosa y puede estar presente en el núcleo de un oligonucleótido, o unión no nucleotídica que puede unir o puede unirse a los oligonucleótidos mediante una unión distinta a una que contiene fósforo;

siempre que al menos uno de N1 a N3 sea un derivado de nucleótido o unión no nucleotídica;

y además siempre que el compuesto contiene menos de 4 nucleótidos de guanosina consecutivos;

en el que el resto de oligonucleótido sería inmuno estimulador si no fuera por el derivado de nucleótido o unión no nucleotídica;

en el que m es un número de 0 a aproximadamente 30;

y en el que el compuesto antagonista de TLR no es un oligonucleótido antisentido;

para uso en el tratamiento terapéutico o prevención de una enfermedad mediada por un TLR en un vertebrado, en el que la enfermedad es cáncer, un trastorno autoinmune, inflamación de las vías aéreas, trastornos inflamatorios, enfermedad infecciosa, trastornos cutáneos, alergia, asma o una enfermedad causada por un patógeno.

Compuestos oligonucleótidos inmuno reguladores (IRO) para modular la respuesta inmune basada en receptor semejante a Toll

Solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional U.S. No. de Serie 60/726.034, presentada el 12 de octubre, 2005; Solicitud Provisional U.S. No. de Serie 60/784.243, presentada el 21 de marzo, 2006; y Solicitud Provisional U.S. No. de Serie 60/825.440, presentada el 13 de septiembre, 2006.

Antecedentes de la invención Campo de la invención La invención se refiere generalmente al campo de la inmunología e inmunoterapia, y más específicamente a composiciones de oligonucleótido inmuno regulador (IRO) que son útiles para la inhibición y/o supresión de respuestas inmunes mediadas por el Receptor semejante a Toll.

Resumen de la técnica relacionada Los receptores semejantes a Toll (TLR) están presentes en muchas células del sistema inmune y se ha mostrado que están implicados en la respuesta inmune innata (Hornung, V. et a.l, (2002) J. Immunol. 168:4531-4537) . En vertebrados, esta familia consiste en diez proteínas denominadas TLR1 a TLR10, que se sabe que reconocen patrones moleculares asociados a patógenos de bacterias, hongos, parásitos, y virus (Poltorak, a. et al. (1998) Science 282:2085-2088; Underhill, D.M., et al. (1999) Nature 401:811-815; Hayashi, F. et. al (2001) Nature 410:1099-1103; Zhang, D. et al. (2004) Science 303:1522-1526; Meier, A. et al. (2003) Cell. Microbiol. 5:561-570; Campos, M.A. et al. (2001) J. Immunol. 167:416-423; Hoebe, K. et al. (2003) Nature 424: 743-748; Lund, J. (2003) J. Exp. Med. 198:513-520; Heil, F. et al. (2004) Science 303:1526-1529; Diebold, S.S., et al. (2004) Science 303:15291531; Hornung, V. et al. (2004) J. Immunol. 173:5935-5943) . Los TLR son medios clave mediante los cuales los mamíferos reconocen y preparan una respuesta inmune frente a moléculas extrañas y también proporcionan un medio mediante el cual se ligan las respuestas inmunes innata y adaptativa (Akira, S. et al. (2001) Nature Immunol. 2:675-680; Medzhitov, R. (2001) Nature Rev. Immunol. 1:135-145) . También se ha mostrado que los TLR juegan un papel en la patogénesis de muchas enfermedades, incluyendo autoinmunidad, enfermedad infecciosa, e inflamación (Cook D.N. et al. (2004) Nature Immunol. 5: 975-979) y la regulación de la activación mediada por TLR usando agentes apropiados puede proporcionar un medio para la intervención en enfermedades.

Algunos TLR están localizados en la superficie celular para detectar e iniciar una respuesta frente a patógenos extracelulares y otros TLR están localizados en el interior de la célula para detectar e iniciar una respuesta frente a patógenos intracelulares. La Tabla 1 proporciona una representación de los TLR y los agonistas conocidos por lo tanto (Diebold, S.S., et al. (2004) Science 303:1529-1531; Liew, F. et al. (2005) Nature 5: 446-458; Hemmi H et al. (2002) Nat Immunol 3: 196-200; Jurk M et al., (2002) Nat Immunol 3: 499; Lee J et al. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 6646-6651) ; (Alexopoulou, L. (2001) Nature 413: 732-738) .

Tabla 1:

Molécula de TLR Agonista

TLR de Superficie Celular:

TLR2 lipopéptidos bacterianos

TLR4 bacterias gram negativas

TLR5 bacterias móviles

TLR6 bacterias gram positivas

TLR Endosomales:

TLR3 virus con ARN bicatenario

TLR7 virus con ARN monocatenario

TLR8 virus con ARN monocatenario

TLR9 ADN no metilado

Se ha mostrado que determinados restos CpG no metilados presentes en ADN bacteriano y sintético activan el sistema inmune e inducen actividad antitumoral (Tokunaga T et al., J. Natl. Cancer Inst. (1984) 72:955-962; Shimada S, et al., Jpn. H cancer Res, 1986, 77, 808-816; Yamamoto S, et al., Jpn. J. Cancer Res., 1986, 79, 866-73) . Otros estudios usando oligonucleótidos antisentido que contienen dinucleótidos CpG se ha mostrado que estimulan respuestas inmunes (Zhao Q, et al. (1996) Biochem. Pharmacol. 26:173-182) . Estudios posteriores demostraron que TLR9 reconoce restos CpG no metilados presentes en ADN bacteriano y sintético (Hemmi, H. et al. (2000) Nature 408:740-745) . Otras modificaciones de oligonucleótidos fosforotioato que contienen CpG también pueden influir en su capacidad para actuar como moduladores de la respuesta inmune a través de TLR9 (véase, por ejemplo, Zhao et al., Biochem. Pharmacol. (1996) 51:173-182; Zhao et al. (1996) Biochem Pharmacol. 52:1537-1544; Zhao et al. (1997) Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 7:495-502; Zhao et al (1999) Bioorg. Med. Chem. Lett. 9:3453-3458; Zhao et al. (2000) Bioorg. Med. Chem. Lett. 10:1051-1054; Yu, D. et al. (2000) Bioorg. Med. Chem. Lett. 10:2585-2588; Yu, D. et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. Lett. 11:2263-2267; y Kandimalla, E. et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. 9:807813) . Además, los estudios de relación estructura actividad han permitido la identificación de restos sintéticos y nuevos compuestos basados en ADN que inducen perfiles de respuesta inmune específicos que son distintos de los que resultan de dinucleótidos CpG no metilados. (Kandimalla, E. et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102:69256930. Kandimalla, E. et al. (2003) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 100:14303-14308; Cong, Y. et al. (2003) Biochem Biophys Res. Commun.310:1133-1139; Kandimalla, E. et al. (2003) Biochem. Biophys. Res. Commun. 306:948-953; Kandimalla, E. et al. (2003) Nucleic Acids Res. 31:2393-2400; Yu, D. et al. (2003) Bioorg. Med. Chem.11:459-464; Bhagat, L. et al. (2003) Biochem. Biophys. Res. Commun. 300:853-861; Yu, D. et al. (2002) Nucleic Acids Res.30:4460-4469; Yu, D. et al. (2002) J. Med. Chem.45:4540-4548. Yu, D. et al. (2002) Biochem. Biophys. Res. Commun.297:83-90; Kandimalla. E. et al. (2002) Bioconjug. Chem.13:966-974; Yu, D. et al. (2002) Nucleic Acids Res. 30:1613-1619; Yu, D. et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. 9:2803-2808; Yu, D. et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. Lett. 11:2263-2267; Kandimalla, E. et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. 9:807-813; Yu, D. et al. (2000) Bioorg. Med. Chem. Lett. 10:2585-2588; Putta, M. et al. (2006) Nucleic Acids Res. 34:3231-3238) .

La localización selectiva de los TLR y la señalización generada a partir de ellos, proporciona una percepción de su papel en la respuesta inmune. La respuesta inmune implica tanto una respuesta innata como adaptativa tomando como base el subconjunto de células implicadas en la respuesta. Por ejemplo, las células T auxiliares (Th) implicadas en las funciones mediadas por células clásicas tales como hipersensibilidad de tipo retardado y activación de linfocitos T citotóxicos (CTL) son células Th1. Esta respuesta es la respuesta innata del cuerpo frente a antígeno (por ejemplo, infecciones virales, patógenos intracelulares, y células tumorales) , y resulta en una secreción de IFN-gamma y una activación concomitante de CTL. Alternativamente, las células Th implicadas como células auxiliares para la activación de células B son células Th2. Se ha mostrado que las células Th2 se activan en respuesta a bacterias y parásitos y pueden mediar la respuesta inmune adaptativa del cuerpo (por ejemplo, producción de IgE y activación de eosinófilos) a través de la secreción de IL-4 e IL-5. El tipo de respuesta inmune está influido por las citoquinas producidas en respuesta a la exposición a antígeno y las diferencias en las citoquinas secretadas por células Th1 y Th2 puede ser el resultado de las diferentes funciones biológicas de estos dos subconjuntos.

Aunque la activación de los TLR está implicada en la preparación de una respuesta inmune, una estimulación incontrolada del sistema inmune a través de los TLR puede exacerbar determinadas enfermedades en sujetos inmuno comprometidos. En los últimos años, varios grupos han mostrado el uso de oligodesoxioligonucleótidos (ODN) sintéticos como inhibidores de citoquinas inflamatorias (Lenert, P. et al. (2003) DNA Cell Biol. 22 (10) : 621631) .

Usando determinados ODN sintéticos, Lenert et al. reportan la capacidad para producir ODN inhibidores (Lenert, P. et al. (2003) DNA Cell Biol. 22 (10) : 621-631) . Estos ODN inhibidores requieren dos secuencias de triplete, un triplete "CCT" proximal y un triplete "GGG" distal. Además de estos ODN inhibidores que contienen triplete, varios grupos han reportado otras secuencias de ADN específicas que podrían inhibir la activación mediada por TLR-9 por ODN que contienen CpG. Estos restos "inhibidores" o "supresores" son ricos en poli "G" (por ejemplo, "GGGG") o secuencias "GC", tienden a estar metilados, y están presentes en el ADN de mamíferos y determinados virus (véase, por ejemplo, Chen, Y., et al., Gene Ther. 8: 1024-1032 (2001) ; Stunz, L. L., Eur. J. Immunol. 32: 1212-1222 (2002) . Duramad, O., et al., J. Immunol., 174: 5193-5200 (2005) y Jurk et. al (US 2005/0239733) , describen una estructura... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto antagonista de TLR que tiene la estructura en la que:

CG es un resto de oligonucleótido y C es citosina o un derivado de nucleótido de pirimidina, en el que el derivado de nucleótido de pirimidina se selecciona del grupo que consiste en 5-hidroxicitosina, 5-hidroximetilcitosina, N4alquilcitosina, N4-etilcitosina, araC, 5-OH-dC, N3-Me-dC, y 4-tiouracilo; G es guanosina o un derivado de nucleótido de purina, en el que el derivado de nucleótido de purina se selecciona del grupo que consiste en 7-deaza-G, 7deaza-dG, ara-G, 6-tio-G, Inosina, Iso-G, loxoribina, TOG (7-tio-8-oxo) -G, 8-bromo-G, 8-hidroxi-G, 5-aminoformicina B, Oxoformicina, 7-metil-G, 9-p-clorofenil-8-aza-G, 9-fenil-G, 9-hexil-guanina, 7-deaza-9-bencil-G, 6-Cloro-7deazaguanina, 6-metoxi-7-deazaguanina, 8-Aza-7-deaza-G (PPG) , 2- (Dimetilamino) guanosina, 7-Metil-6tioguanosina, 8-Benciloxiguanosina, 9-Deazaguanosina, 1- (B-D-ribofuranosil) -2-oxo-7-deaza-8-metil-purina y 1- (2′desoxi-β-D-ribofuranosil) -2-oxo-7-deaza-8-metil-purina;

N1-N3, en cada aparición, es independientemente un nucleótido, derivado de nucleótido que es un nucleótido de purina o pirimidina que tiene una base que no es guanina, citosina, adenina, timina o uracilo y/o un azúcar que no es ribosa .

2. desoxiribosa y puede estar presente en el núcleo de un oligonucleótido o unión no nucleotídica que puede unir o puede unirse a los oligonucleótidos mediante una unión distinta a una que contiene fósforo;

Nm, en cada aparición, es independientemente un nucleótido, derivado de nucleótido que es un nucleótido de purina

o pirimidina que tiene una base que no es guanina, citosina, adenina, timina o uracilo y/o un azúcar que no es ribosa .

2. desoxiribosa y puede estar presente en el núcleo de un oligonucleótido, o unión no nucleotídica que puede unir

o puede unirse a los oligonucleótidos mediante una unión distinta a una que contiene fósforo;

siempre que al menos uno de N1 a N3 sea un derivado de nucleótido o unión no nucleotídica;

y además siempre que el compuesto contiene menos de 4 nucleótidos de guanosina consecutivos;

en el que el resto de oligonucleótido sería inmuno estimulador si no fuera por el derivado de nucleótido o unión no nucleotídica;

en el que m es un número de 0 a aproximadamente 30;

y en el que el compuesto antagonista de TLR no es un oligonucleótido antisentido;

para uso en el tratamiento terapéutico o prevención de una enfermedad mediada por un TLR en un vertebrado, en el que la enfermedad es cáncer, un trastorno autoinmune, inflamación de las vías aéreas, trastornos inflamatorios, enfermedad infecciosa, trastornos cutáneos, alergia, asma o una enfermedad causada por un patógeno.

2. El compuesto antagonista de TLR para el uso según la reivindicación 1, que es para administración en combinación con una o más vacunas, antígenos, anticuerpos, agentes citotóxicos, alergenos, antibióticos, oligonucleótidos antisentido, agonistas de TLR, antagonistas de TLR, péptidos, proteínas, vectores de terapia génica, vacunas de ADN, adyuvantes o moléculas co-estimuladoras.

3. El compuesto antagonista de TLR para el uso según la reivindicación 1, que es para administración parenteral, administración por administración mucosal, administración oral, administración sublingual, administración transdérmica, administración tópica, administración por inhalación, administración intranasal, administración por aerosol, administración intraocular, administración intratraqueal, administración intrarectal, administración vaginal, administración por pistola de genes, administración por parche dérmico o administración en forma de gotas oculares

o lavado bucal.

4. Uso de un compuesto antagonista de TLR que tiene la estructura en la que:

CG es un resto de oligonucleótido y C es citosina o un derivado de nucleótido de pirimidina, en el que el derivado de nucleótido de pirimidina se selecciona del grupo que consiste en 5-hidroxicitosina, 5-hidroximetilcitosina, N4alquilcitosina, N4-etilcitosina, araC, 5-OH-dC, N3-Me-dC, y 4-tiouracilo; G es guanosina o un derivado de nucleótido de purina, en el que el derivado de nucleótido de purina se selecciona del grupo que consiste en 7-deaza-G, 7deaza-dG, ara-G, 6-tio-G, Inosina, Iso-G, loxoribina, TOG (7-tio-8-oxo) -G, 8-bromo-G, 8-hidroxi-G, 5-aminoformicina B, Oxoformicina, 7-metil-G, 9-p-clorofenil-8-aza-G, 9-fenil-G, 9-hexil-guanina, 7-deaza-9-bencil-G, 6-Cloro-7deazaguanina, 6-metoxi-7-deazaguanina, 8-Aza-7-deaza-G (PPG) , 2- (Dimetilamino) guanosina, 7-Metil-6

tioguanosina, 8-Benciloxiguanosina, 9-Deazaguanosina, 1- (B-D-ribofuranosil) -2-oxo-7-deaza-8-metil-purina, y 1- (2′desoxi-β-D-ribofuranosil) -2-oxo-7-deaza-8-metil-purina;

N1-N3, en cada aparición, es independientemente un nucleótido, derivado de nucleótido que es un nucleótido de purina o pirimidina que tiene una base que no es guanina, citosina, adenina, timina o uracilo y/o un azúcar que no es ribosa .

2. desoxiribosa y puede estar presente en el núcleo de un oligonucleótido o unión no nucleotídica que puede unir o puede unirse a los oligonucleótidos mediante una unión distinta a una que contiene fósforo;

Nm, en cada aparición, es independientemente un nucleótido, derivado de nucleótido que es un nucleótido de purina o pirimidina que tiene una base que no es guanina, citosina, adenina, timina o uracilo y/o un azúcar que no es ribosa .

2. desoxiribosa y puede estar presente en el núcleo de un oligonucleótido o unión no nucleotídica que puede unir o puede unirse a los oligonucleótidos mediante una unión distinta a una que contiene fósforo;

siempre que al menos uno de N1 a N3 sea un derivado de nucleótido o unión no nucleotídica y además siempre que el compuesto contiene menos de 4 nucleótidos de guanosina consecutivos;

en el que el resto de oligonucleótido sería inmuno estimulador si no fuera por el derivado de nucleótido o unión no nucleotídica;

en el que m es un número de 0 a aproximadamente 30;

y en el que el compuesto antagonista de TLR no es un oligonucleótido antisentido;

para la preparación de una composición farmacéutica para tratar terapéuticamente o prevenir una enfermedad mediada por un TLR en un vertebrado, en el que la enfermedad es cáncer, un trastorno autoinmune, inflamación de las vías aéreas, trastornos inflamatorios, enfermedad infecciosa, trastornos cutáneos, alergia, asma o una enfermedad causada por un patógeno..

5. El uso según la reivindicación 4, en el que la composición farmacéutica es para administrar el compuesto antagonista de TLR en combinación con una o más vacunas, antígenos, anticuerpos, agentes citotóxicos, alergenos, antibióticos, oligonucleótidos antisentido, agonistas de TLR, antagonistas de TLR, péptidos, proteínas, vectores de terapia génica, vacunas de ADN, adyuvantes o moléculas co-estimuladoras.

6. El uso según la reivindicación 4, en el que la composición farmacéutica es para administrarse por administración parenteral, administración por administración mucosal, administración oral, administración sublingual, administración transdérmica, administración tópica, administración por inhalación, administración intranasal, administración por aerosol, administración intraocular, administración intratraqueal, administración intrarectal, administración intravaginal, administración por pistola de genes, administración por parche dérmico o administración en forma de gotas oculares o lavado bucal.