Modulación de acuaporinas con relaxina.

Una relaxina farmacéuticamente activa para su uso como un medicamento para el tratamiento de diabetes nefrogénica insípida en un sujeto que lo necesite.

Modulación de acuaporinas con relaxina Campo técnico

La presente descripción se refiere a composiciones para modular los canales de acuaporina. Particularmente, la descripción proporciona métodos de modulación de los canales de acuaporina en un tejido de un mamífero, mediante la administración de relaxina.

Antecedentes de la invención

La Familia de las Acuaporinas

Las acuaporinas son una familia de pequeñas proteínas de membrana integrales, formadoras de poros (24-3 kDa) caracterizadas por seis hélices transmembranales que permiten selectivamente el paso de agua u otras moléculas pequeñas sin carga a lo largo de un gradiente osmótico. Estas proteínas forman tetrámeros, en donde cada monómero define un solo poro. La familia de las proteínas acuaporinas recibió su nombre por la proteína intrínseca mayor (PIM) del cristalino de los mamíferos, la cual actualmente se designa como AQP. Cuando eventualmente se demostró que los homólogos de la PIM funcionaban como canales de agua, se adoptó el nombre de acuaporinas para esta familia. La familia de las acuaporinas tiene representantes en todos los reinos, incluyendo los reinos archaea, eubacteria, fungi, plantas y animales. Los homólogos de la PIM con una permeabilidad al agua exclusiva se refieren como acuaporinas, mientras que los homólogos permeables al agua y al glicerol se refieren como acuagliceroporinas. En los vertebrados, hasta la fecha se han identificado once diferentes acuaporinas, correspondiente a las proteínas humanas AQP-AQP1. De éstas, siete acuaporinas (AQP, AQP1, AQP2, AQP4, AQP5, AQP6 y AQP8) han sido caracterizadas como acuaporinas clásicas, que promueven el transporte de agua en mamíferos. Las otras cuatro acuaporinas (AQP3, AQP7, AQP9 y AQP1) promueven el transporte de glicerol en mamíferos y, por lo tanto, se les ha asignado a la subfamilia GLP. Se han identificado acuaporinas adicionales en E. coli, levaduras y plantas (Kruse et al. (26) Genome Biology 7(2)(26):1-6).

El primer miembro de la familia de las acuaporinas que fue extensamente descrito, fue la proteína de membrana integral similar a un canal, de la membrana eritrocitaria de seres humanos. Esta proteína fue conocida originalmente como la proteína de 28 kDa CHIP28. Con base en análisis funcionales, esta proteína posteriormente fue renombrada a acuaporina-1 (AQP1). Experimentos con la secuencia de proteína primaria de la acuaporina-1 (AQP1), predijeron seis hélices transmembranales (l-VI) conectadas por cinco asas (asas A-E). Las asas A, C y E son extracelulares y las asas B y D son intracelulares. Además, la proteína comprende dos repeticiones en tándem internas, abarcando aproximadamente las mitades amino-termmal y carboxilo-terminal de la proteína. Cada repetición consiste de tres hélices transmembranales y un asa altamente conservada después de la segunda hélice transmembranal (asas B y E, respectivamente). Esta asa incluye el motivo de firma conservada asparagina-prolina-alanma (NPA). Las asas B y E forman hélices a cortas que se pliegan en la membrana, en donde el asa B entra a la membrana desde el lado citoplasmático, y el asa E desde el lado extracelular. Un séptimo dominio transmembranal, en el cual las dos cajas NPA están orientadas a 18 grados una con respecto a la otra, se forma creando una ruta acuosa a través del poro proteico. Como todas las acuaporinas están estructuralmente relacionadas y tienen regiones similares consensúales, particularmente en los dominios formadores de poro, es probable un mecanismo de transporte similar. El dominio hidrofóbico creado por las asas B y E, se ha sugerido que está involucrado en la especificidad de sustrato y/o en la restricción del tamaño. La trayectoria a través del monómero de acuaporina está forrada con residuos hidrofóbicos conservados, que permiten el rápido transporte de agua en forma de una sola cadena de moléculas de agua con enlaces de hidrógeno. El poro contiene dos sitios de constricción; es decir, una región aromática que comprende un residuo arginina conservado (Arg195) forma la parte más estrecha del poro, mientras que los motivos NPA altamente conservados, forman un segundo filtro, en donde moléculas de agua individuales interactúan con las dos cadenas laterales de asparagina. Como hay una interacción directa entre las moléculas de agua y los motivos NPA, la molécula de agua dipolar rota 18 grados durante su paso a través del poro. Ambas regiones de filtro constituyen barreras electrostáticas, las cuales previenen la permeación de protones. En la AQP1 humana, una cadena lateral de fenilalanina hidrofóbica (Phe24) se incrusta en el poro y mejora la interacción de moléculas de agua de permeación individuales, con las asas NPA. De hecho, la Phe24 actúa como un filtro de exclusión de tamaño, evitando el paso de moléculas más grandes, tales como el glicerol, a través de la AQP1. La permeabilidad al gua de las acuaporinas humanas, se estima que está entre ,25 x 1'14 cm3/seg. para la AQP y 24 x 1"14 cnrr/seg. para la AQP4. Sin embargo, se piensa que las acuaporinas tienen diferentes requerimientos de osmorregulación y movimiento de agua transmembranal en diferentes tejidos, órganos y etapas del desarrollo. En mamíferos, las acuaporinas están localizadas en epitelios que necesitan una alta tasa de flujo de agua, tales como el conducto colector de los riñones, los capilares pulmonares, y las células secretorias de las glándulas salivales. Además, las acuaporinas de mamífero difieren en su regulación transcripcional, regulación postranscripcional y distribución subcelular (Kruse et al. (supra)).

Edema

El edema es la hinchazón de tejidos que ocurre cuando se acumula un exceso de líquido dentro de dichos tejidos. El edema es un síntoma de enfermedades slstémlcas; es decir, enfermedades que afectan a vahos sistemas de órganos del cuerpo. Podría ser causado por trastornos locales que involucran sólo las extremidades afectadas. En edema periférico, la hinchazón es el resultado de la acumulación de demasiado líquido bajo la piel, en los espacios dentro de los tejidos, también conocidos como espacios intersticiales o el Intersticio conformado por tejido conectivo. La mayoría de los fluidos corporales que se encuentran fuera de las células, normalmente son almacenados en los vasos sanguíneos y en los espacios Intersticiales. En varias enfermedades y bajo ciertas condiciones, se puede acumular un exceso de fluido en uno de ellos o ambos de los compartimientos ya mencionados. Los trastornos locales más comunes que causan edema son venas varicosas y tromboflebitis; es decir, la inflamación de las venas profundas de las piernas. Estos trastornos pueden causar un inadecuado bombeo de sangre por las vena, lo cual, a su vez, causa una insuficiencia venosa. El aumento en la presión de retroceso en las venas, obliga al líquido a permanecer en las extremidades, particularmente en los tobillos y pies. El exceso de líquido, entonces, se escapa hacia los espacios intersticiales, causando un edema. Aunque la inflamación puede limitarse a áreas específicas como las extremidades inferiores, también se puede diseminar sobre áreas grandes del cuerpo. El edema sistémlco está más comúnmente asociado con enfermedades del corazón, del hígado y de los riñones. Ocurre principalmente porque el cuerpo retiene demasiada sal; es decir, cloruro de sodio, El exceso de sal causa que el cuerpo retenga agua. Esta agua, entonces, se drena hacia los espacios intersticiales, por lo que aparece el edema.

En general, el edema se clasifica por la localización del tejido hinchado. Existen numerosos ejemplos tales como el edema periférico, el cual principalmente es una hinchazón de las extremidades inferiores, el edema pulmonar, que es una acumulación de líquido en los pulmones; el edema periorbital, que es una hinchazón alrededor de los ojos, el edema ocular, que es una retención de líquido en la córnea; el edema cerebral, que es una hinchazón del tejido cerebral; la ascitis (exceso de fluido en el abdomen); el edema masivo (es decir, anasarca), que es una hinchazón que abarca gran parte del cuerpo; y similares. Otros lugares del cuerpo que pueden hincharse incluyen las encías, los ganglios linfáticos, el rostro, el abdomen, las mamas, el escroto, hígado, y las articulaciones. Los signos y síntomas del edema varían dependiendo de la ubicación del tejido y de la extensión de la inflamación. Para muchos tipos de edema, se acumula líquido bajo la piel, causando una inflamación y haciendo que el área se estire y quede brillosa. El edema puede ser con fóvea o sin fóvea. En el edema con fóvea, la presión de un dedo contra un área hinchada y después quitarlo, deja un hundimiento que desaparece lentamente. Cuando el edema se vuelve más grave, el tejido se inflama tanto que no... [Seguir leyendo]

1. Una relaxina farmacéuticamente activa para su uso como un medicamento para el tratamiento de diabetes nefrogénica insípida en un sujeto que lo necesite.

2. Relaxina para su uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la relaxina se administra a un sujeto humano en una cantidad efectiva para reducir la excreción crónica de orina diluida en el sujeto humano.

3. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la administración de relaxina conduce a una reducción en la frecuencia de la micción, una disminución en el volumen de orina de 24 horas, una medición de seguimiento de la osmolaridad de la orina y/o el alivio del paciente de la sed intensa.

4. La relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha relaxina se administra para mantener una concentración sérica de 1ng/ml a 1ng/ml en el sujeto mamífero.

5. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relaxina se administra para mantener una concentración sérica de 1 ng/ml en el sujeto humano.

6. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relaxina se administra a una tasa de infusión subcutánea en el rango de 3 mg/kg/día a 15 mg/kg/día.

7. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relaxina se administra a una tasa de infusión subcutánea en el rango de 3 mg/kg/día.

8. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relaxina pueda administrarse crónicamente por inyección subcutánea intermitente o una bomba subcutánea.

9. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que a relaxina se puede administrar de manera continua durante al menos 24 horas.

1. Relaxina para su uso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que una reducción en la excreción de orina diluida asociada con la DIN, se puede medir dentro de un periodo de 24 horas después de establecido el tratamiento con relaxina, en comparación con un tratamiento con placebo

11. Relaxina para su uso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que una reducción en la excreción de orina diluida asociada con la DIN en el sujeto humano, se puede medir dentro de un periodo de 4 a 6 horas después de establecido el tratamiento con relaxina, en comparación con un tratamiento con placebo.

12. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que relaxina se administra a un sujeto humano en una cantidad efectiva para modificar la expresión de acuaporina y la localización celular en el tejido renal en el sujeto humano.

13. Relaxina para su uso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la acuaporina es acuaporina 2 (AQP2), acuaporina 3 (AQP3) y/o acuaporina 4 (AQP4).

14. Relaxina para su uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha relaxina es relaxina H2.