Uso de proteínas de fusión de hemojuvelina para regular el metabolismo del hierro mediado por hepcidina.

Una proteína de fusión HJV.Fc para uso en un método para inhibir la expresión o actividad de la hepcidina para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto,

en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP.

Uso de proteínas de fusión de hemojuvelina para regular el metabolismo del hierro mediado por hepcidina Antecedentes de la Invención El hierro es un elemento esencial para el crecimiento y la supervivencia de casi todos los organismos vivos (P. Aisen et al., J. Biochem. Cell Biol., 2001, 33: 940-959) excepto para unas pocas especies bacterianas poco habituales. Juega un papel importante en el transporte y almacenamiento del oxígeno (en combinación con las moléculas que unen oxígeno tales como hemoglobina y mioglobulina) y es un componente clave de muchas enzimas que catalizan las reacciones redox requeridas para la generación de energía (por ejemplo, citocromos) , la producción de varios intermedios metabólicos y para la defensa del huésped (por ejemplo, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato [NADPH] oxidasa) . El hierro también puede ser tóxico. Cataliza la generación de especies de radicales reactivos que pueden atacar las membranas, proteínas y ADN celulares (J.M.C. Gutteridge et al., Biochem. J., 1982, 296: 605-609) y activa NF-KB, el factor de transcripción prototipo para los genes implicados en la inflamación (S. Xiong et al., J. Biol. Chem., 2003, 278: 17646-17654) . A niveles altos, la acumulación de hierro en los tejidos es dañina.

Para prevenir la deficiencia de hierro o la sobrecarga de hierro, virtualmente todos los organismos han desarrollado mecanismos elaborados para regular la captación y flujo de salida del hierro (C. Finch, Blood, 1994, 84: 1697-1702) . En los mamíferos adultos, la homeostasis del hierro depende de la absorción regulada del hierro por el enterocito, una célula altamente especializada del duodeno que coordina la captación del hierro de la dieta y el transporte en el cuerpo. En el feto, los mecanismos implicados en el transporte de hierro placentario materno-fetal también están regulados firmemente. El hierro se almacena en el cuerpo en la forma de complejos de proteína, ferritina y hemosiderina, y se transporta en el plasma mediante el complejo de proteínas, transferrina. En circunstancias normales, sólo existen cantidades traza de hierro fuera de estos depósitos fisiológicos, aunque el hierro almacenado puede movilizarse por reuso. Las perturbaciones en estos mecanismos altamente regulados pueden dar lugar a sobrecarga de hierro o deficiencia de hierro en el cuerpo.

La deficiencia de hierro es el trastorno nutricional más común en el mundo. Tantas como 4-5 mil millones de personas (es decir, 65-80% de la población mundial) puede ser deficiente en hierro; y 2 mil millones de personas (más del 30% de la población mundial, fundamentalmente niños y mujeres con edad de tener niños) son anémicos, debido principalmente a deficiencia de hierro. En los países en desarrollo, la enfermedad se exacerba por la malaria y las infecciones por lombrices. La deficiencia de hierro afecta a más gente que cualquier otra afección, constituyendo una afección de salud pública de proporciones epidémicas. Los trastornos de sobrecarga de hierro son menos frecuentes; sin embargo, pueden dar lugar a afecciones graves potencialmente mortales. En el mundo, aproximadamente 24 millones de personas con ascendencia en el norte de Europa padecen un trastorno genético denominado hemocromatosis. Otros 600 millones portan uno de los genes responsables del trastorno, y absorben hasta 50% más hierro que los no portadores. La enfermedad da lugar a la acumulación de hierro, particularmente en el hígado y otros órganos de almacenamiento, lo que puede causar fallo orgánico (como cirrosis del hígado) , ataque cardiaco, cáncer y daño pancreático.

Las disfunciones en el metabolismo del hierro plantean un problema importante en el mundo debido no sólo a su frecuencia sino también a la ausencia de opciones terapéuticas (N.C. Andrews, N. Engl. J. Med., 1999, 341: 19861995) . Las afecciones de sobrecarga de hierro se tratan generalmente por la administración de agentes quelantes de hierro, que ejercen sus efectos removilizando el hierro acumulado y permitiendo su excreción. En la práctica, sin embargo, ninguno de los agentes quelantes que se han evaluado hasta la fecha se ha mostrado enteramente satisfactorio, presentando baja absorción gastrointestinal, y bien baja eficacia, baja selectividad o efectos secundarios indeseables. El tratamiento preferido para reducir los niveles de hierro en la mayor parte de los pacientes con hemocromatosis se denomina flebotomía terapéutica, un procedimiento que simplemente consiste en eliminar sangre del cuerpo. Los pacientes con hemocromatosis necesitan habitualmente un gran número de flebotomías en un periodo de tiempo relativamente corto (hasta una o dos veces por semana) . Así, además de presentar los mismos riesgos que con cualquier donación de sangre (por ejemplo, náusea, vómito, mareo, desmayo, hematoma, convulsiones o infección local) , la flebotomía también puede ser altamente restrictiva para el paciente.

Para tratar las afecciones de deficiencia de hierro se usan varias formas de sal de hierro. Habitualmente, se necesitan varios meses de terapia de reemplazo para reponer las reservas de hierro del cuerpo. Algunos pacientes tienen dificultad para tolerar las sales de hierro porque estas sustancias tienden a causar distrés gastrointestinal. Los estudios también han indicado que las preparaciones líquidas de sal de hierro, proporcionadas a niños pequeños, pueden causar una tinción permanente de los dientes. Sin embargo, es más problemático el descubrimiento de que dosis altas de suplementos de hierro, tomadas oralmente o por inyección, pueden incrementar la susceptibilidad a infección bacteriana.

Claramente, permanece altamente deseable el desarrollo de nuevos agentes y métodos para la prevención y tratamiento de los trastornos del metabolismo del hierro.

Compendio de la Invención La invención proporciona una proteína de fusión HJV.Fc para uso en un método para inhibir la expresión o actividad de hepcidina para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto, en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP.

La invención proporciona además una proteína de fusión HJV.Fc para uso en la regulación del metabolismo del hierro o un proceso metabólico del hierro para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto, en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP.

Se proporciona además según la invención una proteína de fusión HJV.Fc para uso en el tratamiento o prevención de perturbaciones en el metabolismo del hierro o un proceso metabólico del hierro para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto, en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un método in vitro para identificar un compuesto que regula la expresión o actividad de hepcidina en un sistema, en el que el sistema expresa TGF- o BMP, comprendiendo el método las etapas de: incubar el sistema con un compuesto candidato en condiciones y durante un tiempo suficiente para que el compuesto candidato module la actividad de señalización del TGF- o BMP, para obtener un sistema de ensayo; medir, en el sistema de ensayo, al menos un factor que sea representativo de la actividad de señalización del TGF- o BMP; incubar el sistema en las mismas condiciones y durante el mismo tiempo sin el compuesto candidato, para obtener un sistema control; medir el factor en el sistema control; comparar el factor medido en los sistemas de ensayo y control; y determinar que el compuesto candidato regula la expresión o actividad de hepcidina en el sistema, si el factor medido en el sistema de ensayo es menor que o mayor que el factor medido en el sistema control.

La presente descripción proporciona sistemas y estrategias mejoradas para regular el metabolismo del hierro en mamíferos, incluyendo seres humanos. En particular, engloba reactivos y procesos para el tratamiento de afecciones asociadas con deficiencia de hierro o sobrecarga de hierro. La descripción también proporciona herramientas y métodos de cribado para la identificación de compuestos útiles para el tratamiento de trastornos del metabolismo del hierro. Comparados con las terapias existentes tales como suplemento de hierro, quelación de hierro y flebotomía, los métodos y composiciones inventivos tienen menos probabilidades de inducir efectos secundarios indeseables.

En general, la presente descripción implica el uso de moduladores de la actividad de señalización de los miembros de la superfamilia TGF- para controlar y/o regular la expresión o actividad de hepcidina, un regulador clave del metabolismo del hierro en los mamíferos.

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1. Una proteína de fusión HJV.Fc para uso en un método para inhibir la expresión o actividad de la hepcidina para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto, en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP

2. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 1, en el que el sujeto tiene o presenta riesgo de tener una afección asociada con deficiencia de hierro.

3. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 1, en el que la regulación de la expresión o actividad de la hepcidina en el sujeto comprende inhibir la expresión o actividad de la hepcidina en el sujeto.

4. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 1, en el que la afección asociada con deficiencia de hierro se selecciona del grupo que consiste en anemia de enfermedad crónica, anemia por deficiencia de hierro, deficiencia de hierro funcional, y anemia microcítica.

5. Una proteína de fusión HJV.Fc para uso en la regulación del metabolismo del hierro o un proceso metabólico del hierro para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto, en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP.

6. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 5, en el que la administración del compuesto resulta en la regulación de la expresión o actividad de la hepcidina en el sujeto.

7. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 5, en el que el proceso metabólico del hierro se selecciona del grupo que consiste en captación de hierro, absorción de hierro, transporte de hierro, almacenamiento de hierro, procesamiento de hierro, movilización de hierro, y utilización de hierro.

8. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 5, en el que el sujeto tiene o presenta riesgo de tener una afección asociada con deficiencia de hierro y en que la regulación del metabolismo del hierro o un proceso metabólico del hierro comprende aumentar el metabolismo del hierro o el proceso metabólico del hierro en el sujeto.

9. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 5, en el que la afección asociada con deficiencia de hierro se selecciona del grupo que consiste en anemia de enfermedad crónica, anemia por deficiencia de hierro, deficiencia de hierro funcional, y anemia microcítica.

10. Una proteína de fusión HJV.Fc para uso en el tratamiento o prevención de perturbaciones en el metabolismo del hierro o un proceso metabólico del hierro para la prevención o tratamiento de una afección asociada con deficiencia de hierro en un sujeto, en el que la proteína de fusión HJV.Fc es un antagonista de BMP.

11. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 10, en el que

a) el proceso metabólico del hierro se selecciona del grupo que consiste en captación de hierro, absorción de hierro, transporte de hierro, almacenamiento de hierro, procesamiento de hierro, movilización de hierro, y utilización de hierro, b) la administración del compuesto resulta en la regulación de la expresión o actividad de la hepcidina en el sujeto, o c) el sujeto padece una afección asociada con deficiencia de hierro se selecciona del grupo que consiste en anemia de enfermedad crónica, anemia por deficiencia de hierro, deficiencia de hierro funcional, y anemia microcítica.

12. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 11, parte (c) , en el que la enfermedad crónica es un trastorno seleccionado del grupo que consiste en una inflamación, una infección, un trastorno de inmunodeficiencia, y una trastorno neoplásico.

13. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 10, que comprende además administrar un tratamiento de suplemento de hierro al sujeto.

14. La proteína de fusión HJV.Fc para uso según la reivindicación 13, en el que el tratamiento de suplemento de hierro se selecciona del grupo que consiste en fumarato ferroso, gluconato ferroso, sulfato ferroso, hierro dextrano, hierro polisacárido, hierro sorbitol, gluconato férrico de sodio y hierro sacarosa.

15. Un método in vitro para identificar un compuesto que regula la expresión o actividad de hepcidina en un sistema, en el que el sistema expresa TGF- o BMP, comprendiendo el método las etapas de: incubar el sistema con un compuesto candidato en condiciones y durante un tiempo suficiente para que el compuesto candidato module la actividad de señalización del TGF- o BMP, para obtener un sistema de ensayo; medir, en el sistema de ensayo, al menos un factor que sea representativo de la actividad de señalización del TGF- o BMP; incubar el sistema en las mismas condiciones y durante el mismo tiempo sin el compuesto candidato, para obtener un sistema control; medir

el factor en el sistema control; comparar el factor medido en los sistemas de ensayo y control; y determinar que el compuesto candidato regula la expresión o actividad de hepcidina en el sistema, si el factor medido en el sistema de ensayo es menor que o mayor que el factor medido en el sistema control 16. El método de la reivindicación 15, en el que el sistema es una célula, un fluido biológico, un tejido biológico, o un 5 animal.

17. El método de la reivindicación 15, en el que el sistema expresa TGF-ß.

18. El método de la reivindicación 17 en el que, el compuesto candidato aumenta la actividad de señalización de TGF-ß y se identifica como un compuesto que inhibe la expresión o actividad de la hepcidina en el sistema.

19. El método de la reivindicación 15, en el que el sistema expresa BMP.

20. El método de la reivindicación 19, en el que el compuesto candidato inhibe la actividad de señalización de BMP y se identifica como un compuesto que inhibe la expresión o actividad de la hepcidina en el sistema.