DE10356076A1 - Pharmaceutical preparation, for the treatment of obesity and type II diabetes, uses associated proteins to inhibit or encourage the deposit of lipid molecules in adipocytes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft mit Fettleibigkeit assoziierte Proteine sowie deren Verwendung im Rahmen von pharmazeutischen Zusammensetzungen oder Diagnostika. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Inhibitoren dieser Proteine zur Behandlung von Typ-II-Diabetes.The The invention relates to proteins associated with obesity their use in the context of pharmaceutical compositions or diagnostics. Furthermore, the present invention relates to Use of inhibitors of these proteins for the treatment of type II diabetes.
Adipositas (Fettsucht) und Typ-II-Diabetes sind zwei der derzeit wichtigsten Stoffwechselerkrankungen, die gerade in der westlichen Welt zunehmend ein ernstes Problem darstellen. Ferner sind gerade auch beim Typ-II-Diabetes inzwischen Tendenzen zu einer Pandemie zu beobachten.obesity (Obesity) and Type II diabetes are two of the most important Metabolic diseases just increasing in the Western world pose a serious problem. Furthermore, especially in type II diabetes meanwhile observe tendencies to a pandemic.
Adipositas ist ein Zustand, der durch eine übermäßige Ansammlung von Fettgewebe im Körper gekennzeichnet ist. Wesentlich für die Bildung von Fettgewebe und damit zur Ausprägung eines fettleibigen Phänotyps sind die Adipozyten, d.h. diejenigen Zellen, welche das Fettgewebe des Körpers bilden. Nach neuerem Verständnis ist die Adipositas eine chronische Gesundheitsstörung, die sowohl auf einer polygenetischen Veranlagung beruht als auch durch Umweltfaktoren bedingt ist und mit einer hohen Begleit- und Folgemorbidität einhergeht. Daher ist für Adipositas ein langfristiges Behandlungs- und Betreuungskonzept unerlässlich.obesity is a condition caused by excessive accumulation of fatty tissue in the body is marked. Essential for the formation of fatty tissue and thus the expression of an obese phenotype the adipocytes, i. those cells which are the fatty tissue of the body form. After recent understanding Obesity is a chronic health disorder that affects both on one Polygenetic predisposition is also due to environmental factors is conditional and accompanied by a high degree of concomitant and sequential morbidity. Therefore, for Obesity a long-term treatment and care concept essential.
Die im Stand der Technik bekannten Behandlungsverfahren für Adipositas beschränken sich im Wesentlichen auf eine strenge Diät, gekoppelt mit erhöhter Bewegung. Eine bekannte Therapie ist bisher nur über den Noradrenalin-Serotonin-Rezeptoruptake-Inhibitor "Sibutramin" (BASF, Ludwigshafen) oder den Lipasehemmer "Xenical" (Roche, Basel, Schweiz) möglich. Der Einsatzbereich dieser Medikamente ist jedoch auf Grund der auftretenden Nebenwirkungen/Komplikationen eingeschränkt. So ist Sibutramin beispielsweise nicht bei Bluthochdruck – einer typischen Komplikation bei Adipositas – einsetzbar. Zudem kann die Erkrankung nur symptomatisch behandelt werden.The known in the art treatment methods for obesity restrict essentially based on a strict diet, coupled with increased exercise. A known therapy is so far only about the norepinephrine serotonin receptor tophak inhibitor "sibutramine" (BASF, Ludwigshafen) or the lipase inhibitor "Xenical" (Roche, Basel, Switzerland) possible. The field of application of these drugs, however, is due to the occurring Side effects / complications restricted. For example, sibutramine is not in hypertension - one typical complication of obesity - can be used. In addition, the Disease can only be treated symptomatically.
Beim Diabetes mellitus (allgemein auch als „Zuckerkrankheit" bekannt) handelt es sich um eine chronische Stoffwechselerkrankung, die durch einen erhöhten Blutzuckerspiegel gekennzeichnet ist. Unterschiedliche Ursachen der Erkrankung und auch verschiedene Krankheitsausprägungen erfordern die Unterscheidung von zwei Typen, dem Typ-I- und dem Typ-II-Diabetes.At the Diabetes mellitus (also commonly known as "diabetes mellitus") acts it is a chronic metabolic disease caused by a increased Blood sugar level is marked. Different causes the disease and also require different disease forms the distinction between two types, type I and type II diabetes.
Der Typ-I-Diabetes (früher: juveniler Diabetes) beginnt meist in der Jugend und entsteht durch eine immunologische Zerstörung der Inselzellen des Pankreas (=Bauchspeicheldrüse). Diese Inselzellen produzieren das Hormon Insulin, das für die Verwertung der Glukose aus der Nahrung verantwortlich ist. Durch die Zerstörung der Inselzellen kommt es zu einem absoluten Insulinmangel. Die Glukose aus der Nahrung kann nicht mehr abgebaut werden, und der Blutzuckerspiegel steigt. Die Behandlung des Typ-I-Diabetes geschieht durch die Verabreichung von Insulin.Of the Type I diabetes (formerly: Juvenile diabetes) usually begins in adolescence and arises through an immunological destruction the islet cells of the pancreas (= pancreas). These islet cells produce the hormone insulin that works for the recovery of glucose from food is responsible. By the destruction the islet cells there is an absolute insulin deficiency. The glucose from food can no longer be broken down, and blood sugar levels increases. The treatment of type I diabetes is by administration of insulin.
Der Typ-II-Diabetes (früher: Erwachsenen- oder Altersdiabetes) entwickelt sich in der Regel im höheren Lebensalter. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass die Körperzellen, an denen das Insulin wirken soll, nicht mehr ausreichend auf Insulin reagieren. Dies ist auf eine Resistenz von Adipozyten gegenüber Insulin zurückzuführen. Interessanterweise sind zumeist die älteren, reiferen Adipozyten resistent, während jüngere Adipozyten in der Regel keine Insulinresistenz aufweisen.Of the Type II diabetes (formerly: Adult or adult onset diabetes) usually develops in the higher Age. He is characterized in that the body cells, where insulin is supposed to work, not enough insulin react. This is due to a resistance of adipocytes to insulin due. Interestingly, are mostly the older, Mature adipocytes resistant while younger Adipocytes usually have no insulin resistance.
Eine solche Insulinresistenz wird als Folge anhaltend hoher Blutzucker- und Insulinspiegel gesehen, wie sie z.B. bei Übergewichtigen zu beobachten sind. Die Therapie des Typ-II-Diabetes erfolgt stufenweise: Zunächst wird mit einer Diät versucht, den Blutzuckerspiegel allgemein zu senken. Sind die Diätmaßnahmen zur Behandlung nicht ausreichend, werden in der Folge Blutzucker senkende Medikamente und im fortgeschrittenen Stadium auch Insulin verabreicht.A such insulin resistance is due to persistently high blood sugar and insulin levels as e.g. to watch in obese people are. The therapy of type II diabetes takes place gradually: first is having a diet trying to lower the blood sugar level in general. Are the dietary measures to Treatment inadequate will lower blood sugar in the episode Medication and in the advanced stage also insulin administered.
Die Verabreichung von Insulin kann jedoch bei Patienten mit Typ-II-Diabetes aufgrund der Insulinresistenz in den Zielgeweben zu Hyperinsulinämie (erhöhter Insulinspiegel in Plasma, Serum) führen. Eine Therapie ist dann mittels Insulin nicht mehr möglich (Curr Diab Rep. 2003 Oct;3(5):378–85).The However, administration of insulin may be common in patients with type II diabetes due to insulin resistance in the target tissues to hyperinsulinemia (increased insulin levels in plasma, serum). Therapy is then no longer possible with insulin (Curr Diab Rep. 2003 Oct; 3 (5): 378-85).
Es gibt Versuche, die notwendige Gabe von Insulin deutlich hinauszuzögern oder gar zu verhindern, indem eine immunsuppressive Therapie verabreicht wird, solange die Inselzellen noch Eigeninsulin produzieren. Auch kann die Verabreichung von Nicotinamid in Verbindung mit einer intensivierten Insulintherapie die Funktion der Beta-Zellen bis zu zwei Jahre nach Diagnosestellung erhalten. Solche Therapieansätze befinden sich allerdings alle noch im experimentellen Stadium. Auch die Transplantation von Inselzellen bzw. der gesamten Bauchspeicheldrüse ist bisher noch nicht sehr erfolgreich.There are attempts to significantly delay or even prevent the necessary administration of insulin by administering immunosuppressive therapy as long as the islet cells still produce their own insulin. Also, administration of nicotinamide in conjunction with intensified insulin therapy may maintain beta cell function for up to two years after diagnosis. However, such therapeutic approaches are all still in the experimental stage. The transplantation of islets or the ge whole pancreas is not yet very successful.
Auch der therapeutische Einsatz von TNF-alpha, einem bekannten Differenzierungsinhibitors für Fettzellen, ist nicht möglich. Zwar konnte für TNF-alpha im Tiermodell eine Verbesserung der Insulinresistenz gezeigt werden, ein Effekt im humanen Modell konnte in klinischen Studien jedoch nicht nachgewiesen werden. Zudem weist TNF-alpha toxische Nebenwirkungen auf (Int J Exp Diabesity Res. 2003 Apr–Jun; 4(2): 66–71).Also the therapeutic use of TNF-alpha, a known differentiation inhibitor for fat cells, can not. Although could for TNF-alpha demonstrated an improvement in insulin resistance in the animal model An effect in the human model could be in clinical trials however, can not be proved. In addition, TNF-alpha has toxic Side effects on (Int J Exp Diabesity Res. 2003 Apr-Jun; 4 (2)): 66-71).
Die bisherigen Therapieansätze erfolgen nur symptomatisch entweder über veränderte Ernährung und/oder beispielsweise die Verabreichung von PPAR-gamma Agonisten (als Liganden für PPAR-gamma aktivieren diese den PPAR-gamma Transkriptionsfaktor, der eine Differenzierung der Adipozyten oder eine Aktivierung des Fettstoffwechsels in reifen Adipozyten bewirken kann).The previous therapeutic approaches done only symptomatically either via altered diet and / or for example the administration of PPAR-gamma agonists (as ligands for PPAR-gamma These activate the PPAR-gamma transcription factor, which differentiates of adipocytes or activation of lipid metabolism in mature Adipocytes can cause).
Ein therapeutischer Einsatz von Transkriptionsfaktoren wie PPAR-gamma zur Therapie ist jedoch nicht möglich, da die Faktoren direkt in die Zielzelle bzw. den Zellkern eingebracht werden müssen. Zudem kann die Bindung an die DNA nur über Vermittlung weiterer Cofaktoren erfolgen.One therapeutic use of transcription factors such as PPAR-gamma for therapy is not possible since the factors are introduced directly into the target cell or the nucleus Need to become. In addition, the binding to the DNA can only by mediation of other cofactors respectively.
Ein erheblicher Nachteil einer symptomatischen Behandlung ist zudem das Auftreten von Folgeerscheinungen, wie beispielsweise kardiovaskulären Komplikationen, diabetischen Nephropathien, Neuropathien oder Retinopathien, die zusätzlich therapiert werden müssen.One Significant disadvantage of symptomatic treatment is also the occurrence of sequelae, such as cardiovascular complications, diabetic nephropathies, neuropathies or retinopathies, the additionally need to be treated.
Damit sind im Stand der Technik keine viel versprechenden Behandlungsverfahren sowohl für Adipositas wie auch für Typ-II-Diabetes bekannt.In order to are not promising methods of treatment in the prior art as well as Obesity as well as for Known type II diabetes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, Mittel zur Behandlung von Adipositas oder Typ-II-Diabetes bereitzustellen.task Thus, it is the present invention to provide means for the treatment of To provide obesity or type II diabetes.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe zunächst gelöst durch die Verwendung von a) einem Polypeptid mit einer Sequenz gemäß SEQ ID No: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 oder 23, b) einer Nukleinsäure kodierend für ein Polypeptid gemäß a), oder c) einer funktionellen Variante der Moleküle gemäß a) oder b), zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Adipositas.According to the invention Task first solved by the use of a) a polypeptide having a sequence according to SEQ ID No: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 or 23, b) encoding a nucleic acid for a Polypeptide according to a), or c) a functional variant of the molecules according to a) or b), for the production a pharmaceutical composition for the treatment of obesity.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich überraschenderweise gezeigt, dass die genannten Polypeptide oder für sie kodierenden Nukleinsäuren eine wesentliche Rolle bei der Ausprägung einer Adipositas spielen. Genauer gesagt hat es sich überraschenderweise herausgestellt, dass die genannten Proteine oder Nukleinsäuren in der Lage sind, die Differenzierung bzw. Funktion von Adipozyten nachhaltig zu hemmen. Dies ermöglicht erstmalig eine Behandlung von Adipositas auf molekularer Ebene.in the Within the scope of the invention, it has surprisingly been found that said polypeptides or nucleic acids encoding them have a essential role in the expression to play an obesity. More precisely, it has surprisingly found that the said proteins or nucleic acids in capable of differentiating or functioning of adipocytes to inhibit sustainably. this makes possible For the first time a treatment of adiposity at the molecular level.
Dabei betreffen die in Anspruch 1 aufgeführten SEQ ID Nummern die folgenden Proteine und Nukleinsäuren: The SEQ ID numbers listed in claim 1 relate to the following proteins and nucleic acids:
TNFSF-12 (Tweak) ist ein Zelloberflächen-assoziiertes Typ-II-Membranprotein, das ursprünglich als ein Mitglied der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)-Superfamilie beschrieben wurde. (ein ausführlicher Review findet sich in Wiley et al., 2003, Cytokine & Growth Factor Reviews, 14:241–249).TNFSF-12 (Tweak) is a cell surface associated Type II membrane protein, originally as a member of the Tumor Necrosis Factor (TNF) superfamily has been. (a more detailed Review can be found in Wiley et al., 2003, Cytokine & Growth Factor Reviews, 14: 241-249).
Ein kleiner biologisch aktiver Teil kann als lösliches Protein mit einer Länge von etwa 157 Aminosäuren in das extrazelluläre Millieu abgespalten werden.One small biologically active part can be as soluble protein with a length of about 157 amino acids in the extracellular Millieu be split off.
Die mRNA von TNFSF-12 ist in einer Vielzahl von Geweben und Zelltypen, jedoch hauptsächlich in Leukozyten exprimiert. Auffallend ist der Unterschied zwischen der mRNA-Expression und der Proteinexpression an der Zelloberfläche. Die Expression von TNFSF-12 an der Zelloberfläche konnte nur auf Monozyten nach IFN-gamma Behandlung bestätigt werden.The TNFSF-12 mRNA is present in a variety of tissues and cell types, but mainly expressed in leukocytes. Striking is the difference between mRNA expression and protein expression at the cell surface. Expression of TNFSF-12 at the cell surface could only be confirmed on monocytes after IFN-gamma treatment.
In der Literatur ist bisher nur ein Rezeptor für TNFSF-12 bekannt, der Tweak mit physiologischer Aktivität bindet. Er wird als „TweakR" oder „fibroblast growth factor inducible 14" (FN14) beschrieben. Dieser Rezeptor ist das kleinste Mitglied aus der Gruppe der TNF Rezeptoren. Es sind weder andere Liganden bekannt, die an TweakR binden, noch ist bekannt, dass Tweak selbst an andere bekannte TNF-Rezeptoren bindet.In the literature so far only one receptor for TNFSF-12 is known, which binds tweak with physiological activity. It is described as "TweakR" or "fibroblast growth factor inducible 14" (FN14). This receptor is the smallest member of the group of TNF receptors. There are no other ligands known which bind to TweakR, nor is it known that Tweak itself binds to other known TNF receptors.
Für TNFSF-12 sind bisher in der Literatur vielfache biologische Aktivitäten wie Induktion von Angiogenese, inflammatorischen Zytokinen und unter besonderen Bedingungen (z.B. Costimulation mit IFN-gamma) die Stimulation von Apoptose beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung konnte überraschenderweise eine Inhibition der Adipozyten-Differenzierung bzw. Hemmung der Lipideinlagerung in Adipozyten gezeigt werden.For TNFSF-12 are so far in the literature multiple biological activities such as Induction of angiogenesis, inflammatory cytokines and under special conditions (e.g., costimulation with IFN-gamma) stimulation described by apoptosis. In the context of the present invention, surprisingly an inhibition of adipocyte differentiation or inhibition of lipid storage in adipocytes.
TNFSF-12V1 unterscheidet sich von TNFSF-12V1* durch das Fehlen einer Aminosäure im memebranständigen Teil des Proteins (siehe Beispiel 1).TNFSF-12V1 differs from TNFSF-12V1 * by the absence of an amino acid in the memebrane part of the protein (see Example 1).
TNFSF-14 („Light") ist ein integrales Klasse-II-Membranprotein der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) – Liganden-Familie (ein ausführlicher Review findet sich in Granger and Ricert, 2003, Cytokine & Growth Factor Reviews, 14; 289–296). Es weist eine Länge von 240 Aminosäuren auf und enthält eine N-terminale zytosolische Domäne, eine Typ-II-Transmembran-Domäne sowie eine C-terminale Rezeptorbindungs-Domäne. Das lösliche Protein ist 167 Aminosäuren lang.TNFSF-14 ("Light") is an integral Class II membrane protein of tumor necrosis factor (TNF) - ligand family (a more detailed Review can be found in Granger and Ricert, 2003, Cytokine & Growth Factor Reviews, 14; 289-296). It has a length of 240 amino acids up and contains an N-terminal cytosolic domain, a type II transmembrane domain as well a C-terminal receptor binding domain. The soluble protein is 167 amino acids long.
Das Protein ist ein Ligand für TNFRSSFI4, einem Mitglied der TNF-Rezeptor-Superfamilie, der auch als „herpes virus entry mediator" (HVEM) bekannt ist. Weitere Rezeptoren sind Lymphotoxin-beta Rezeptor und DcR3.The Protein is a ligand for TNFRSSFI4, a member of the TNF receptor superfamily, also known as "herpes virus entry mediator "(HVEM) is known. Other receptors are lymphotoxin-beta receptor and DcR3.
Bisher wurde eine Beteiligung in immunologischen Prozessen (T-Zell-Proliferation, Cytokin-Sekretion, Arteriosklerose, „graft versus host disease" sowie eine Assoziation mit apoptotischen Prozessen gezeigt: Das Protein stimuliert die Proliferation von T-Zellen und triggert die Apoptose von verschiedenen Tumorzellen. Bekannt ist auch die Prävention von TNF-alpha-mediierter Apoptose in Hepatozyten.So far has been implicated in immunological processes (T-cell proliferation, Cytokine secretion, arteriosclerosis, "graft versus host disease "as well shown an association with apoptotic processes: the protein stimulates T cell proliferation and triggers apoptosis of different tumor cells. Also known is prevention of TNF-alpha mediated apoptosis in hepatocytes.
Expression von TNFSF-14 findet sich auf aktivierten T-Zellen, NK- und dendritischen Zellen.expression TNFSF-14 is found on activated T cells, NK and dendritic Cells.
Eine Inhibition der Adipozyten-Differenzierung bzw. Hemmung der Lipideinlagerung in Adipozyten konnte erstmals im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt werden.A Inhibition of adipocyte differentiation or inhibition of lipid storage in adipocytes was first in the context of the present invention to be shown.
Für TNFSF-12/TNFSF-14 konnte gezeigt werden, dass der hemmende Effekt reversibel ist. Dies konnte durch Wegnahme des Proteins nach Tag vier gezeigt werden. Dies ermöglicht den 3T3-L1-Zellen offenbar den Wiedereinstieg in den Zellzyklus bzw. in den Differenzierungsprozess. Ferner ergab sich, dass die Wirkung nicht zytotoxisch ist, da die Reversibilität des hemmenden Effekts zeigt, dass die Zellen durch die vorausgehende Hemmung keinen Schaden nehmen. Dies wird auch durch mikroskopische Messung der Lebendzellzahl bestätigt.For TNFSF-12 / TNFSF-14 it could be shown that the inhibitory effect is reversible. This could be demonstrated by removing the protein after day four. this makes possible the 3T3-L1 cells apparently re-enter the cell cycle or in the differentiation process. It was also found that the Effect is not cytotoxic, since the reversibility of the inhibitory Effects shows that the cells are not affected by the preceding inhibition Get damaged. This is also done by microscopic measurement of Living cell count confirmed.
Das sekretierte Zytokin Cardiotrophin weist kein kanonisches Signalpeptid auf. Es wird hauptsächlich in Herz, Hirn, Lunge und Leber exprimiert und ist als „survival factor" bekannt. Ein Zusammenhang mit Adipozyten-Differenzierung bzw. Hemmung der Lipideinlagerung in Adipozyten wird im Stand der Technik nicht gezeigt.The Secreted Cytokine Cardiotrophin has no canonical signal peptide on. It is mainly used in Heart, brain, lungs and liver are expressed and is called "survival factor "known. A connection with adipocyte differentiation or inhibition of Lipid storage in adipocytes is not shown in the prior art.
Calsyntenin-1 ist ein Typ-I-Membranprotein. Es besteht aus einem großen extrazellulären Fragment, das zwei „Cadherin-like repeats" und ein kleines zytoplasmatisches Segment enthält, das in der Lage ist, Calcium-Ionen zu binden. Das Protein wird in der extrazellulären Domäne proteolytisch gespalten. In der Literatur wird über eine mögliche Involvierung des zytoplasmatischen Teils in die Regulierung von Calcium-Signalen im ZNS spekuliert. Dem extrazellulären Teil wurde bislang keine eigenständige Funktion zuerkannt. Eine Inhibition der Adipozyten-Differenzierung bzw. Hemmung der Lipideinlagerung in Adipozyten konnte im Stand der Technik nicht gezeigt werden.Calsyntenin-1 is a type I membrane protein. It consists of a large extracellular fragment, the two "cadherin-like repeats "and a contains small cytoplasmic segment that is capable of calcium ions to bind. The protein is proteolytically cleaved in the extracellular domain. In the literature is about a possible Involvement of the cytoplasmic part in the regulation of Calcium signals in the CNS speculated. The extracellular part has not been an independent one yet Assigned function. An inhibition of adipocyte differentiation or inhibition of lipid storage in adipocytes could stand the technique is not shown.
FGF-16 ist ein Mitglied der „fibroblast growth factor"-Familie. Diese Proteine besitzen eine breite mitogene und „cell survival"-Aktivität. Sie sind in einer Vielzahl von biologischen Prozessen wie z.B. Embryo-Entwicklung, Zellwachstum, Morphogenese, Gewebsregenerierung, Tumorwachstum sowie -invasion beteiligt. Obwohl das Protein sekretiert wird, ist kein Signalpeptid bekannt. FGF-16 wurde als Wachstumsfaktor für braune Adipozyten beschrieben, nicht aber als Inhibitor der Differenzierung von Präadipozyten.FGF-16 is a member of the "fibroblast growth factor family. These proteins have broad mitogenic and cell survival activity in a variety of biological processes, e.g. Embryo development, Cell growth, morphogenesis, tissue regeneration, tumor growth as well invasion involved. Although the protein is secreted, no Signal peptide known. FGF-16 was used as a growth factor for brown Adipocytes are described, but not as an inhibitor of differentiation of preadipocytes.
GH-2 („growth hormone 2") ist ein Miglied der Somatrotropin/Prolaktin-Familie von Hormonen, die eine wichtige Rolle in der Wachstumskontrolle spielen. Eine Inhibition der Adipozyten-Differenzierung bzw. Hemmung der Lipideinlagerung in Adipozyten durch GH-2 konnte im Stand der Technik nicht gezeigt werden.GH-2 ( "Growth Hormone 2 ") is a member of the somatrotropin / prolactin family of hormones that play an important role in growth control. An inhibition Adipocyte differentiation or inhibition of lipid storage in adipocytes by GH-2 could not be demonstrated in the prior art become.
Bei BM045 handelt es sich um ein nicht näher charakterisiertes Knochenmarksprotein. Eine Funktion ist bisher nicht bekannt.at BM045 is an unspecified bone marrow protein. A function is not known yet.
GK001 weist eine Transmembrandomäne und ein Signalpeptid auf. Eine Funktion ist bisher nicht bekannt. Aufgrund der prognostizierten Transmembrandomäne ist es möglich, dass ein sekretiertes Proteinfragment durch extrazellulär/juxtamembrane proteolytische Spaltung erzeugt wird.GK001 has a transmembrane domain and a signal peptide. A function is not known yet. Due to the predicted transmembrane domain, it is possible for a secreted Protein fragment by extracellular / juxtamembrane proteolytic Fission is generated.
Endothelin-2 ist ein Mitglied der Endothelin-Familie (ET-1, ET-2, ET-3), die aus größeren Präproproteinen etwa 21 Aminosäuren lange Peptide durch proteolytische Spaltung erzeugen. Das extrazelluläre Protein enthält zwei Endothelin-Domänen und wird hauptsächlich in der Niere exprimiert. Bekannte Funktionen sind Vasokonstriktion und Chemotaxis. Eine Inhibition der Adipozyten-Differenzierung bzw. Hemmung der Lipideinlagerung in Adipozyten durch Endothelin-2 konnte im Stand der Technik nicht gezeigt werden.Endothelin-2 is a member of the endothelin family (ET-1, ET-2, ET-3), which from larger preproproteins about 21 amino acids generate long peptides by proteolytic cleavage. The extracellular protein contains two Endothelin domains and becomes mainly expressed in the kidney. Well-known functions are vasoconstriction and chemotaxis. An inhibition of adipocyte differentiation or Inhibition of lipid storage in adipocytes by endothelin-2 could not shown in the prior art.
Wie
sich aus den Beispielen 4 und 5 und
Wie oben ausgeführt, betrifft die Erfindung ebenso die Verwendung von funktionellen Varianten der oben unter a) oder b) aufgeführten Moleküle zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Adipositas.As stated above The invention also relates to the use of functional variants those listed under a) or b) above molecules for the preparation of a pharmaceutical composition for treatment of obesity.
„Funktionelle Variante" eines Polypeptids bezieht sich erfindungsgemäß auf ein Polypeptid, das im Wesentlichen die biologische Funktion oder Funktionen des entsprechenden Proteins hat. Im Falle der vorliegenden Proteine kann es sich hierbei um die Fähigkeit handeln, die Lipideinlagerung in geeigneten Zellen, insbesondere 3T3-Zellen, zu inhibieren. Ein Test zum Bestimmen dieser Aktivität wird in den Beispielen 2–5 gezeigt."Functional Variant "one Polypeptide according to the invention relates to a polypeptide which is substantially the biological function or functions of the corresponding protein Has. In the case of the present proteins this may be the ability act, the lipid storage in suitable cells, in particular 3T3 cells, to inhibit. A test to determine this activity is in Examples 2-5 shown.
Unter einer „funktionellen Variante" einer Nukleinsäure wird erfindungsgemäß eine Nukleinsäure verstanden, die ebenfalls ein erfindungsgemäß verwendetes Polypeptid kodiert.Under a "functional Variant "one nucleic acid is understood according to the invention a nucleic acid, which is also an inventively used Polypeptide encoded.
Der Ausdruck „funktionelle Variante" eines Polypeptids oder einer Nukleinsäure bezieht sich vorzugsweise auf Polypeptide oder Nukleinsäuren mit einer Sequenzhomologie, insbesondere einer Sequenzidentität von etwa mindestens 25%, bevorzugt etwa 40%, insbesondere etwa 60%, besonders bevorzugt etwa 70%, ganz besonders bevorzugt etwa 80%, insbesondere etwa 90% und am meisten bevorzugt von 98% mit dem Polypeptid. Solche Varianten sind beispielsweise homologe Polypeptide, die aus anderen Organismen stammen. Andere Beispiele von Varianten sind Polypeptide, die durch unterschiedliche Allele eines Gens kodiert werden, Polypeptide aus unterschiedlichen Individuen, aus unterschiedlichen Organen eines Organismus oder aus unterschiedlichen Entwicklungsphasen. Funktionelle Varianten schließen vorzugsweise auch natürlich vorkommende Mutationen ein, insbesondere Mutationen, welche in quantitativer Weise die Aktivität der Peptide verändern, die durch diese Sequenzen kodiert werden. Ferner können solche Varianten vorzugsweise aus einem differenziellen Splicen der kodierenden Gene resultieren.Of the Expression "functional Variant "one Polypeptide or a nucleic acid preferably refers to polypeptides or nucleic acids a sequence homology, in particular a sequence identity of about at least 25%, preferably about 40%, especially about 60%, especially preferably about 70%, most preferably about 80%, in particular about 90% and most preferably 98% with the polypeptide. Such Variants are, for example, homologous polypeptides derived from others Come from organisms. Other examples of variants are polypeptides, which are encoded by different alleles of a gene, polypeptides from different individuals, from different organs of an organism or of different stages of development. Close functional variants preferably also naturally occurring Mutations, in particular mutations, which in quantitative Way the activity the peptides change, which are encoded by these sequences. Furthermore, such Variants preferably from a differential splicing of the coding Genes result.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform schließt der Ausdruck „funktionelle Variante" Derivate mit Einzelnukleotidpolymorphismen („single nucleotide polymorphism" (SNP)) ein.In a particularly preferred embodiment includes the term "functional Variant "Derivatives with single nucleotide polymorphism (SNP) polymorphisms.
„Sequenzidentität" bezieht sich auf den Identitätsgrad (% Identität) zweier Sequenzen, die im Fall von Polypeptiden beispielsweise durch BLASTP 2.2.5 und im Fall von Nukleinsäuren beispielsweise durch BLASTN 2.2.6 bestimmt werden kann, wobei der niedrige Komplexitätsfilter (low complexity filter) angeschaltet ist und BLOSUM 62 ist (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res., 25:3389–3402)."Sequence identity" refers to the degree of identity (% Identity) two sequences, which in the case of polypeptides, for example by BLASTP 2.2.5 and in the case of nucleic acids for example by BLASTN 2.2.6 can be determined, with the low complexity filter (low complexity filter) is turned on and BLOSUM 62 is (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res., 25: 3389-3402).
„Sequenzhomologie" bezieht sich auf die Ähnlichkeit (% Positive) zweier Nukleotid- bzw. Polypeptidsequenzen, bestimmt beispielsweise mittels BLASTN 2.2.6 bzw. BLASTP 2.0.1, wobei der Filter angeschaltet ist und BLOSUM 62 (BlastP) ist (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res., 25:3389–3402)."Sequence homology" refers to the similarity (% Positive) of two nucleotide or polypeptide sequences for example by means of BLASTN 2.2.6 or BLASTP 2.0.1, wherein the Filter is turned on and BLOSUM 62 (BlastP) is (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res., 25: 3389-3402).
Nukleinsäuren, die funktionelle Varianten kodieren, können durch Verwenden von entsprechenden Gensequenzen isoliert werden, um Homologe zu identifizieren, wobei Verfahren angewendet werden, die dem Fachmann bekannt sind, z.B. PCR-Amplifikation oder Hybridisierung unter stringenten Bedingungen (z.B. 60°C in 2,5 × SSC-Puffer, gefolgt durch verschiedene Waschschritte bei Raumtemperatur) mit geeigneten Proben, die beispielsweise von den entsprechenden Gensequenzen abstammen.Nucleic acids that functional variants can be coded by using appropriate gene sequences be isolated to identify homologs, using procedures which are known to the person skilled in the art, e.g. PCR amplification or hybridization under stringent conditions (e.g., 60 ° C in 2.5x SSC buffer, followed by various washing steps at room temperature) with suitable samples, for example, from the corresponding gene sequences descended.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die funktionelle Variante ein lösliches Protein. Weiter bevorzugt ist die funktionelle Variante ein lösliches Protein, dem die Transmembrandomäne fehlt. Vorzugsweise bedeutet das, dass das Fragment, welches die Transmembrandomäne enthält, abgespalten wurde. Bei Typ II-Proteinen (TNFSF-12, TNFSF- 14) enthält hierbei das N-terminale Fragment die Transmembrandomäne. Bei Typ I-Proteinen (alle übrigen erfindungsgemäß verwendeten Proteine) enthält das C-terminale Fragment die Transmembrandomäne. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein lösliches extrazelluläres Fragment verwendet, das N-terminal (Typ II-Proteine) bzw. C-terminal (Typ I-Proteine) um weitere Aminosäuren verkürzt ist. Weiter bevorzugt kann ebenfalls ein N-terminales Fragment (Typ II-Proteine) bzw. ein C-termninales Fragment (Typ I-Proteine), z.B. eine Signalsequenz abgespalten sein.In a preferred embodiment, the functional variant is a soluble protein. Further Preferably, the functional variant is a soluble protein that lacks the transmembrane domain. Preferably, this means that the fragment containing the transmembrane domain has been cleaved off. In the case of type II proteins (TNFSF-12, TNFSF-14), the N-terminal fragment contains the transmembrane domain. In type I proteins (all other proteins used according to the invention), the C-terminal fragment contains the transmembrane domain. In a further preferred embodiment, a soluble extracellular fragment which is N-terminal (type II proteins) or C-terminal (type I proteins) shortened by further amino acids is used. More preferably, an N-terminal fragment (type II proteins) or a C-terminal fragment (type I proteins), for example a signal sequence, may also be cleaved off.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Proteine Proteinfragmente entsprechend Tabelle 1.In a particularly preferred embodiment the proteins are protein fragments according to Table 1.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Adipositas eine unkomplizierte Adipositas. Eine unkomplizierte Adipositas ist dadurch gekennzeichnet, dass noch keine Insulinresistenz ausgeprägt ist.According to one preferred embodiment obesity is an uncomplicated obesity. An uncomplicated Obesity is characterized by the lack of insulin resistance pronounced is.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirken die erfindungsgemäß verwendeten Polypeptide oder Nukleinsäuren dadurch, dass sie die Bildung terminal differenzierter Adipozyten hemmen.According to one another preferred embodiment act the invention used Polypeptides or nucleic acids in that it prevents the formation of terminally differentiated adipocytes inhibit.
Dabei kann die Bildung terminal differenzierter Adipozyten gehemmt werden durch Förderung der Proliferation von Präadipozyten, durch Hemmung der Differenzierung zu termninal differenzierten Adipozyten, insbesondere durch Hemmung des Transkriptionssignalweges zur Differenzierung, oder durch Förderung des Zelltods, insbesondere der Apoptose in Präadipozyten.there the formation of terminally differentiated adipocytes can be inhibited through promotion the proliferation of preadipocytes, by inhibiting differentiation into terminally differentiated adipocytes, in particular by inhibiting the transcription signal pathway for differentiation, or by promotion of cell death, especially apoptosis in preadipocytes.
Die Proliferation kann beispielsweise durch Zellzahlbestimmung, Zellzyklus-Analysen im FACS oder Bestimmung der metabolischen Aktivität der Zellen erfolgen, die als enzymatischer Umsatz der Mitochondrien gemessen werden (z.B. durch Alamar-Blue-Nachweis).The For example, proliferation can be by cell count, cell cycle analysis in the FACS or determination of the metabolic activity of the cells done, which measured as enzymatic turnover of mitochondria (e.g., by Alamar Blue detection).
Die Hemmung der Differenzierung zu terminal differenzierten Adipozyten kann durch Messung des Lipideinbaus (z.B. durch Färbung mit NileRed) erfolgen. Mit Reportergenassays wie z.B. PPAR-gamma lässt sich die Hemmung des Transkriptionssignalweges messen. Die Bestimmung von Apoptose ist beispielsweise durch CDD+ Assay (Cell Death Detection ELISA PLUS, Roche Diognostics GmbH, Mannheim, Deutschland), DiOC6-Assay, AnnexinV-Assay oder CaspaTagTM-Assay (CaspaTagTMCaspase-3 (DEVD) Activity Kit, Intergen Company, Purchase, NY, USA) möglich.The inhibition of differentiation to terminally differentiated adipocytes can be done by measuring the lipid incorporation (eg by staining with NileRed). With reporter gene assays such as PPAR-gamma, the inhibition of the transcription signal pathway can be measured. Apoptosis is determined, for example, by CDD + Assay (Cell Death Detection ELISA PLUS, Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany), DiOC6 Assay, AnnexinV Assay or CaspaTag ™ Assay (CaspaTag ™ Caspase-3 (DEVD) Activity Kit, Intergen Company, Purchase, NY, USA).
Alternativ können die erfindungsgemäß verwendeten Polypeptide oder Nukleinsäuren dadurch wirken, dass sie die Funktion der terminal differenzierten Adipozyten hemmen. Dies kann beispielsweise durch eine Hemmung der Lipogenese oder durch eine Förderung der Lipolyse bewirkt werden.alternative can the invention used Polypeptides or nucleic acids by acting as a function of the terminal differentiated Inhibit adipocytes. This can be done, for example, by inhibiting the Lipogenesis or through a promotion the lipolysis are effected.
Durch Färbung mit lipophilen Farbstoffen wie z.B. Nile Red lässt sich Lipideinbau in reifen Adipozyten nachweisen.By coloring with lipophilic dyes such as e.g. Nile Red allows lipid incorporation into mature Prove adipocytes.
Wie bereits oben ausgeführt, ist für die Moleküle BM045 und GK001 bislang im Stand der Technik keine Funktion beschrieben worden. Damit betrifft die Erfindung auch eine pharmazeutische Zusammensetzung enthaltend a) ein Polypeptid mit einer Sequenz gemäß SEQ ID NO:21 oder 23, b) eine Nukleinsäure kodierend für ein Polypeptid gemäß a) oder c) eine funktionelle Variante der Moleküle gemäß a) oder b).As already stated above, is for the molecules BM045 and GK001 so far described no function in the prior art Service. Thus, the invention also relates to a pharmaceutical composition containing a) a polypeptide having a sequence according to SEQ ID NO: 21 or 23, b) a nucleic acid coding for a polypeptide according to a) or c) a functional variant of the molecules according to a) or b).
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten, bei welchem dem Patienten eine wirksame Menge eines oder mehrerer der oben definierten Moleküle verabreicht wird. Bevorzugt leidet der Patient unter Adipositas. Für dieses erfindungsgemäße Verfahren gelten alle oben für die erfindungsgemäße Verwendung aufgeführten Ausführungsformen.The Invention further relates to a method for treating a patient, in which the patient has an effective amount of one or more the molecules defined above is administered. Preferably, the patient suffers from obesity. For this inventive method all apply above for the use according to the invention listed Embodiments.
Wie bereits oben beschrieben, ermöglichen die erfindungsgemäß gefundenen Faktoren neben der Inhibition der Differenzierung von Präadipozyten zu Adipozyten eine Hemmung der Funktion der reifen bzw. des reifenden Adipozyten durch die Hemmung der Lipogenese oder die Förderung der Lipolyse. Bei Hemmung dieses Inhibitors der Differenzierung bilden sich somit durch Differenzierung bzw. Modulation der Funktion der reifen differenzierten Adipozyten neue junge Adipozyten, die keine Insulin-Resistenz aufweisen. Das Verhältnis Insulin-resistenter Adipozyten wird somit zugunsten Insulin-sensitiver Adipozyten verschoben.As already described above the invention found Factors besides inhibition of differentiation of preadipocytes to adipocytes an inhibition of the function of mature or maturing Adipocytes by inhibiting lipogenesis or promotion lipolysis. In inhibition of this inhibitor of differentiation thus form by differentiation or modulation of the function of mature differentiated adipocytes, new young adipocytes that have no insulin resistance. The ratio of insulin-resistant adipocytes is thus shifted in favor of insulin-sensitive adipocytes.
Dadurch ist erstmals ein kausaler Therapieansatz von Typ-II-Diabetes direkt im Fettgewebe möglich, der dann eine Entstehung von Folgeerkrankungen unterbinden, verzögern oder lindern kann.Thereby is the first time a causal therapy approach of type II diabetes directly possible in fatty tissue, the then prevent or delay the development of secondary diseases can alleviate.
Damit betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Inhibitors eines Polypeptids mit einer Sequenz gemäß SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 oder 23 oder einer funktionellen Variante davon zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Diabetes-Typ-II, Diabetes-Typ-II-verwandten Krankheiten (beispielsweise kardiovaskulare Komplikationen, Arteriosklerose, Dislipidämie, diabetische Nephropathie, Neuropathie, Retinopathie, Hyperglykämie, Insulinresistenz, Hyperinsulinämie oder Bluthochdruck), Cachexie oder HARS.In order to The invention also relates to the use of an inhibitor of a Polypeptide having a sequence according to SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 or 23 or a functional variant of which for the preparation of a pharmaceutical composition for Treatment of diabetes type II, diabetes type II related diseases cardiovascular complications, arteriosclerosis, dyslipidemia, diabetic nephropathy, neuropathy, retinopathy, hyperglycemia, insulin resistance, Hyperinsulinemia or High blood pressure), cachexie or HARS.
Cachexie zeichnet sich durch Abnahme von Fettgewebe bzw. durch eine Hemmung der Neubildung von Fettgewebe aus. Bei HARS ("HIV-associated-adipose-syndrome") kommt es einerseits zu einer Abnahme von subkutanen Fettgewebsdepots und andererseits zu einer Vergrößerung spezifischer kleinerer Fettgewebsdepots ("Stiernacken"). Diese Veränderungen sind auf eine erhöhte Expression bzw. Aktivität der erfindungsgemäß verwendeten Proteine zurückzuführen. Durch die Inhibition dieser Proteine kann weiterer Abbau der Fettgewebsdepots verhindert bzw. ein Aufbau dieser Depots erreicht werden. Bei HARS kann ein Aufbau der subkutanen Fettgewebsdepots erreicht werden.cachexia is characterized by a decrease in fatty tissue or by an inhibition the formation of new fatty tissue. On the one hand, HARS ("HIV-associated-adipose-syndrome") occurs to a decrease of subcutaneous fat tissue deposits and on the other hand to an enlargement more specific smaller adipose tissue depots ("bullskin"). These changes are at an elevated level Expression or activity the invention used Attributed proteins. By The inhibition of these proteins may further degrade the fat tissue deposits prevents or build up these depots are achieved. At HARS a buildup of subcutaneous fat tissue deposits can be achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Inhibitor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Proteinen, Peptiden, Antikörpern, Decoy-Receptoren, Antikalinen, Affilinen, niedermolekularen Substanzen (LMWs), Antisense-RNA, siRNA, Aptameren und Proteasen.According to one preferred embodiment the inhibitor is selected from the group consisting of proteins, peptides, antibodies, decoy receptors, Anticalins, Affilins, Low Molecular Weight Substances (LMWs), Antisense RNA, siRNA, aptamers and proteases.
Unter „Inhibieren" bzw. „Hemmen" wird erfindungsgemäß das vollständige oder teilweise Unterdrücken einer biologischen Funktion verstanden.By "inhibiting" or "inhibiting" according to the invention the complete or partially suppress understood a biological function.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck „Inhibitor" auf eine biochemische oder chemische Verbindung, die vorzugsweise die Wirkung der erfindungsgemäß beschriebenen Proteine, d.h. beispielsweise die Inhibierung der Fetteinlagerung selbst inhibiert oder reduziert. Dies kann beispielsweise durch Supprimierung der Expression des entsprechenden Gens oder der Aktivität des jeweiligen Proteins erreicht werden. Die Expression des Gens kann mittels RT-PCR oder Western-Blot-Analyse gemessen werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfürungsform bewirkt der verwendete Inhibitor eine Inhibition der in der Expression bzw. Aktivität erhöhten erfindungsgemäßen Proteine.Corresponding In the present invention, the term "inhibitor" refers to a biochemical or biochemical chemical compound, preferably the action of the invention described Proteins, i. for example, the inhibition of fat storage itself inhibited or reduced. This can be done, for example Suppression of the expression of the corresponding gene or the activity of the respective Protein can be achieved. Expression of the gene can be by RT-PCR or Western blot analysis. According to another preferred Ausfürungsform the inhibitor used causes inhibition of expression or activity increased proteins of the invention.
Erfindungsgemäß ist ein Aktivator eine Verbindung mit der entgegengesetzten Funktion.According to the invention is a Activator connect with the opposite function.
Beispiele solcher Inhibitoren sind Bindungsproteine oder Bindungspeptide, die gegen das Molekül gerichtet sind, insbesondere gegen die aktive Stelle des Moleküls, und Nukleinsäuren, die gegen das entsprechende Gen gerichtet sind.Examples such inhibitors are binding proteins or binding peptides, the against the molecule directed, in particular against the active site of the molecule, and nucleic acids, which are directed against the corresponding gene.
Unter „Decoy-Rezeptoren" sind nicht-membranständige Rezeptoren ohne Transmembrandomäne zu verstehen, die an Liganden binden, jedoch aufgrund fehlender intrazellulärer Domänen keine Signalweiterleitung („Signalling") ermöglichen."Decoy receptors" are non-membranous receptors without transmembrane domain to understand that bind to ligands, but due to missing intracellular domains do not allow signal forwarding.
LMWs sind Moleküle, die keine Proteine, Peptidantikörper oder Nukleinsäuren sind, und die ein Molekulargewicht von weniger als 5000 Da, vorzugsweise weniger als 2000 Da, besonders bevorzugt weniger als 1000 Da, am meisten bevorzugt weniger als 500 Da aufweisen. Solche LMWs können in so genannten „High-Throughput"-Verfahren identifiziert werden, welche ausgehend von entsprechend Molekülbanken durchgeführt werden. Solche Verfahren sind im Stand der Technik bekannt.LMWs are molecules, no proteins, peptide antibodies or nucleic acids are, and which has a molecular weight of less than 5000 Da, preferably less than 2000 Da, more preferably less than 1000 Da, on most preferably less than 500 Da. Such LMWs can be used in identified as "high throughput" method which are carried out starting from according to molecular banks. Such methods are known in the art.
Der Ausdruck „Bindungsprotein" oder „Bindungspeptid" bezieht sich auf eine Klasse von Proteinen oder Peptiden, welche das jeweilige Molekül binden oder inhibieren, einschließlich, ohne Beschränkung, polyklonale oder monoklonale Antikörper, Antikörperfragmente und Proteingerüste, die gegen diese Proteine gerichtet sind.Of the The term "binding protein" or "binding peptide" refers to a class of proteins or peptides that bind the molecule or inhibit, including, without restriction, polyclonal or monoclonal antibodies, antibody fragments and protein scaffolds directed against these proteins.
Das Verfahren zum Herstellen eines Antikörpers oder Antikörperfragments wird mittels Verfahren durchgeführt, die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise durch Immunisieren eines Säugers, beispielsweise eines Kaninchens, mit dem entsprechenden Peptid, wobei, falls erforderlich, entsprechende Adjuvantien, beispielsweise Freunds Adjuvans und/oder Aluminiumhydroxidgele, verwendet werden können (siehe beispielsweise Diamond, B.A. et al. (1981) The New England Journal of Medicine: 1344–1349). Die polyklonalen Antikörper, die in dem Tier als Ergebnis einer immunologischen Reaktion gebildet werden, können nachfolgend aus dem Blut unter Verwendung von gut bekannten Verfahren isoliert werden und dann beispielsweise mittels Säulenchromatographie gereinigt werden. Monoklonale Antikörper können beispielsweise in Übereinstimmung mit dem bekannten Verfahren von Winter & Milstein (Winter, G. & Milstein, C. (1991) Nature, 349, 293–299) hergestellt werden.The method for producing an antibody or antibody fragment is carried out by methods known to those skilled in the art, for example by immunizing a mammal, for example a rabbit, with the corresponding peptide, where appropriate adjuvants, for example Freund's adjuvant and / or aluminum hydroxide gels, can be used (see, for example, Diamond, BA et al. (1981) The New England Journal of Medicine: 1344-1349). The polyclonal antibodies that are formed in the animal as a result of an immunological reaction can subsequently be isolated from the blood using well-known methods and then purified, for example, by column chromatography. Monoclonal antibodies may be prepared, for example, in accordance with the known method of Winter & Milstein (Winter, G. & Milstein, C. (1991) Nature, 349, 293-299).
Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck Antikörper und
Antikörperfragment
auch dahingehend verstanden, dass Antikörper oder Antigen-bindende
Teile davon eingeschlossen sind, welche rekombinant hergestellt
wurden, und, wenn erforderlich, modifiziert wurden, beispielsweise
chimäre
Antikörper, humanisierte
Antikörper,
multifunktionelle Antikörper,
bispezifische oder oligospezifische Antikörper, Einzelstrangantikörper und
F(ab)- oder F(ab)2-Fragmente (siehe beispielsweise
EP-B1 368 684,
Als Alternative zu klassischen Antikörpern ist es auch möglich, Proteingerüste (protein scaffolds) gegen das jeweilige Molekül zu verwenden, beispielsweise Anticaline, die auf Lipocalin basieren (Beste et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 1898–1903). Die natürlichen Liganden-Bindungsstellen von Lipocalinen, beispielsweise dem Retinol-bindenden Protein oder dem Bilin-bindenden Protein, können verändert werden, beispielsweise unter Verwendung eines „kombinatorischen Protein-Design"-Ansatzes, und zwar auf eine solche Weise, dass sie ausgewählte Haptene binden, (Skerra, 2000, Biochim. Biophys. Acta, 1482, 337–50). Von anderen bekannten Proteingerüsten ist es bekannt, dass sie Alternativen für Antikörper darstellen (Skerra (2000) J. Mol. Recognit, 13, 167–287).When Alternative to classic antibodies it is also possible protein scaffolds (protein scaffolds) to use against the respective molecule, for example Anticalins based on lipocalin (Beste et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 1898-1903). The natural ones Ligand binding sites of lipocalins, such as the retinol-binding protein or the bilin-binding protein can be altered, for example using a combinatorial Protein design "approach, in such a way that they bind selected haptens, (Skerra, 2000, Biochim. Biophys. Acta, 1482, 337-50). From other known protein scaffolds are known to be alternatives to antibodies (Skerra (2000) J. Mol. Recognit, 13, 167-287).
Der Ausdruck „Nukleinsäuren gerichtet gegen das entsprechende Gen" bezieht sich auf Doppelstrang- oder Einzelstrang-DNA oder -RNA, die beispielsweise die Expression des jeweiligen Gens oder die Aktivät der jeweiligen Moleküle inhibiert, und schließt ohne Beschränkung Antisense-Nukleinsäuren, Aptamere, siRNAs (small interfering RNAs) und Ribozyme ein.Of the Expression "Nucleic acids directed against the corresponding gene "refers on double-stranded or single-stranded DNA or RNA, for example the expression of the respective gene or the activity of the respective molecules inhibits and closes without restriction Antisense nucleic acids, Aptamers, siRNAs (small interfering RNAs) and ribozymes.
Die Nukleinsäuren, z.B. die Antisense-Nukleinsäuren oder siRNAs, können chemisch synthetisiert werden, beispielsweise entsprechend dem Phosphotriesterverfahren (siehe beispielsweise Uhlmann, E. & Peyman, A. (1990) Chemical Reviews, 90, 543–584).The nucleic acids, e.g. the antisense nucleic acids or siRNAs be chemically synthesized, for example according to the Phosphotriesterverfahren (see, for example, Uhlmann, E. & Peyman, A. (1990) Chemical Reviews, 90, 543-584).
Aptamere
sind Nukleinsäuren,
die mit hoher Affinität
an ein Polypeptid binden. Aptamere können durch Selektionsverfahren
wie SELEX (siehe z.B. Jayasena (1999) Clin. Chem., 45, 1628–50; Klug
und Famulok (1994) M. Mol. Biol. Rep., 20, 97–107;
Nukleinsäuren können durch Endonukleasen oder Exonukleasen abgebaut werden, insbesondere durch DNasen und RNasen, die in der Zelle gefunden werden können. Es ist daher vorteilhaft, Nukleinsäuren zu modifizieren, um sie gegenüber Abbau zu stabilisieren, wodurch sichergestellt wird, dass eine hohe Konzentration an Nukleinsäure in der Zelle über einen langen Zeitraum aufrecht erhalten wird (Beigelman et al. (1995) Nucleic Acids Res., 23:3989–94; WO 95/11910; WO 98/37240; WO 97/29116). Typischerweise kann eine derartige Stabilisierung durch Einführen einer oder mehrerer Internukleotid-Phosphorgruppen oder durch Einführen einer oder mehrerer Nicht-Phosphor-Internukleotidanaloga erreicht werden.Nucleic acids can pass through Endonucleases or exonucleases are degraded, in particular by DNases and RNases that can be found in the cell. It is therefore advantageous to nucleic acids too modify it to face it Stabilize degradation, thereby ensuring that a high Concentration of nucleic acid in the cell above a long period of time (Beigelman et al. Nucleic Acids Res., 23: 3989-94; WO 95/11910; WO 98/37240; WO 97/29116). Typically, one can such stabilization by introducing one or more internucleotide phosphorus groups or by insertion one or more non-phosphorus internucleotide analogs become.
Geeignete modifizierte Internukleotide werden in Uhlmann und Peyman (1990), siehe oben, beschrieben (siehe auch Beigelman et al. (1995) Nucleic Acids Res., 23:3989–94; WO 95/11910; WO 98/37240; WO 97/29116). Modifizierte Internukleotid-Phosphorgruppen, schließen beispielsweise Methylphosphonate, Phosphorthioate, Phosphoramidate, Phosphordithioate und/oder Phosphatester ein, während die Nicht-Phosphor-Internukleotidanaloga beispielsweise Siloxanbrücken, Carbonatbrücken, Carboxymethylester, Acetamidatbrücken und/oder Thioetherbrücken enthalten. Es ist auch beabsichtigt, dass diese Modifikationen die Lebensdauer einer pharmazeutischen Zusammensetzung verbessern sollen, die entsprechend den Verwendungen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.suitable modified internucleotides are described in Uhlmann and Peyman (1990), see above, (see also Beigelman et al., (1995) Nucleic Acids Res., 23: 3989-94; WO 95/11910; WO 98/37240; WO 97/29116). Modified internucleotide phosphorus groups, shut down for example, methylphosphonates, phosphorothioates, phosphoramidates, Phosphorodithioates and / or phosphate esters while the non-phosphorus internucleotide analogs for example siloxane bridges, carbonate bridges, Carboxymethyl ester, acetamidate bridges and / or thioether bridges contain. It is also intended that these modifications be the To improve the lifetime of a pharmaceutical composition, used according to the uses of the present invention can be.
Die Verwendung von geeigneten Antisense-Nukleinsäuren wird ferner in Zheng und Kemeny (1995) Clin. Exp. Immunol., 100, 380–2; Nellen und Lichtenstein (1993) Trends Biochem. Sci., 18, 419–23; Stein (1992) Leukemia, 6. 697-74; oder Yacyshyn, B.R. et al. (1998) Gastroenterology, 114, 1142) beschrieben.The Use of suitable antisense nucleic acids is further disclosed in Zheng and Kemeny (1995) Clin. Exp. Immunol., 100, 380-2; Nellen and Lichtenstein (1993) Trends Biochem. Sci., 18, 419-23; Stein (1992) Leukemia, 6. 697-74; or Yacyshyn, B.R. et al. (1998) Gastroenterology, 114, 1142).
Die Herstellung und die Verwendung von siRNAs als Hilfsmittel für die RNA-Interferenz im Verfahren zum Herunterregulieren oder Abschalten der Genexpression wird beispielsweise in Elbashir, S.M. et al. (2001) Genes Dev., 15, 188, oder Elbashir, S.M. et al. (2001) Nature, 411, 494 beschrieben. Vorzugsweise weisen siRNAs eine Länge von weniger als 30 Nukleotiden auf, wobei der Identitätsbereich des Sense-Strangs der siRNA vorzugsweise mindestens 19 Nukleotide umfasst.The production and use of siRNAs as an aid to RNA interference in the process of down-regulating or shutting down gene expression is described, for example, in Elbashir, SM et al. (2001) Genes Dev., 15, 188, or Elbashir, SM et al. (2001) Nature, 411, 494. Preferably have siRNAs have a length of less than 30 nucleotides, wherein the identity region of the sense strand of the siRNA preferably comprises at least 19 nucleotides.
Ribozyme sind auch geeignete Hilfsmittel, um die Translation von Nukleinsäuren zu inhibieren, da sie in der Lage sind, spezifisch die mRNAs zu binden und zu schneiden. Sie sind beispielsweise beschrieben in Amarzguioui et al. (1998) Cell. Mol. Life Sci., 54, 1175–202; Vaish et al. (1998) Nucleic Acids Res., 26, 5237–42; Persidis (1997) Nat. Biotechnol., 15, 921–2; oder Couture und Stinchcomb (1996) Trends Gene., 12, 510–5. Eine Einzelstrang-DNA oder -RNA ist für die Verwendung als Antisense-Oligonukleotid oder Ribozym bevorzugt.ribozymes are also suitable tools for the translation of nucleic acids inhibit because they are able to specifically bind the mRNAs and to cut. They are described, for example, in Amarzguioui et al. (1998) Cell. Mol. Life Sci., 54, 1175-202; Vaish et al. (1998) Nucleic Acids Res., 26, 5237-42; Persidis (1997) Nat. Biotechnol., 15, 921-2; or couture and stinchcomb (1996) Trends Gene., 12, 510-5. A single-stranded DNA or RNA is for the use as antisense oligonucleotide or ribozyme preferred.
Daher können die hierin beschriebenen Nukleinsäuren verwendet werden, um die Expression der jeweiligen Gene in den Zellen sowohl in vivo wie in vitro zu inhibieren oder zu reduzieren. Daher können sie als Inhibitoren im Rahmen der vorliegenden Erfindung wirken.Therefore can the nucleic acids described herein are used to obtain the Expression of the respective genes in the cells both in vivo and inhibit or reduce in vitro. That's why they can act as inhibitors in the context of the present invention.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wirkt der verwendete Inhibitor dadurch, dass die pharmazeutische Zusammensetzung die Bildung terminal differenzierter Adipozyten fördert. Dies kann beispielsweise geschehen durch Hemmung der Proliferation von Präadipozyten, durch Förderung der Differenzierung zu terminal differenzierten Adipozyten, insbesondere durch Förderung des Transkriptionssignalweges der Differenzierung oder durch Hemmung des Zelltodes, vorzugsweise der Apoptose in Präadipozyten.According to one preferred embodiment The inhibitor used acts by the fact that the pharmaceutical Composition the formation of terminal differentiated adipocytes promotes. This can be done, for example, by inhibiting proliferation of preadipocytes, through promotion differentiation to terminally differentiated adipocytes, in particular through promotion the transcription signal pathway of differentiation or by inhibition of cell death, preferably apoptosis in preadipocytes.
Dabei kann der jeweilige Effekt wie oben angegeben gemessen werden.there the respective effect can be measured as indicated above.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt der erfindungsgemäß verwendete Inhibitor dadurch, dass die pharmazeutische Zusammensetzung die Funktion der terminal differenzierten Adipozyten fördert. Dies kann beispielsweise durch eine Förderung der Lipogenese oder durch eine Hemmung der Lipolyse bewirkt werden.According to one another preferred embodiment acts according to the invention used Inhibitor in that the pharmaceutical composition the Promotes function of terminal differentiated adipocytes. This For example, by a promotion lipogenesis or by inhibiting lipolysis.
Diese Effekte können wie oben beschrieben gemessen werden.These Effects can measured as described above.
Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt der verwendete Inhibitor dadurch, dass die pharmazeutische Zusammensetzung eine Sensitivierung von weiteren Insulin-abhängigen Nicht-Adipozyten-Zelltypen (wie z.B. Skelettmuskelzellen, Hepatozyten, Inselzellen, Endothelzellen) bewirkt. Hierbei wird die negative Regulation der Insulin-abhängigen Signalübertragung, die durch die erfindungsgemäßen Proteine verursacht wird, durch den verwendeten Inhibitor aufgehoben.Corresponding a further preferred embodiment The inhibitor used acts by the fact that the pharmaceutical Composition a sensitization of other insulin-dependent non-adipocyte cell types (such as skeletal muscle cells, hepatocytes, islet cells, endothelial cells) causes. Here, the negative regulation of insulin-dependent signaling, those by the proteins according to the invention caused by the inhibitor used.
Die Erfindung betrifft ferner eine pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend einen Inhibitor eines Polypeptids mit einer Sequenz gemäß SEQ ID No: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 oder 23, oder einer funktionellen Variante davon.The Invention further relates to a pharmaceutical composition, containing an inhibitor of a polypeptide having a sequence according to SEQ ID No: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 or 23, or a functional one Variant of it.
Für alle pharmazeutischen
Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden
Erfindung gilt das folgende:
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen pharmazeutischen
Zusammensetzung werden die entsprechenden Moleküle gewöhnlich mit geeigneten Additiven
oder Hilfsstoffen formuliert, wie beispielsweise physiologische
Pufferlösung,
beispielsweise Natriumchloridlösung,
demineralisiertes Wasser, Stabilisatoren, wie Protease- oder Nukleaseinhibitoren,
vorzugsweise Aprotinin, ε-Aminocapronsäure oder
Pepstatin A oder Chelatbildner wie EDTA, Gelformulierungen, wie
weiße
Vaseline, Paraffin mit geringer Viskosität oder Gelbwachs (yellow wax),
abhängig
von der Art der Verabreichung.For all pharmaceutical compositions according to the present invention, the following applies:
For the preparation of the pharmaceutical composition according to the invention, the corresponding molecules are usually formulated with suitable additives or excipients, such as physiological buffer solution, for example sodium chloride solution, demineralized water, stabilizers, such as protease or nuclease inhibitors, preferably aprotinin, ε-aminocaproic acid or pepstatin A or chelating agents such as EDTA, gel formulations such as white petrolatum, low viscosity paraffin or yellow wax, depending on the route of administration.
Geeignete zusätzliche Additive sind beispielsweise Detergenzien, wie beispielsweise Triton X-100 oder Natriumdeoxycholat, aber auch Polyole, wie beispielsweise Polyethylenglycol oder Glycerin, Zucker, wie beispielsweise Sucrose oder Glucose, zwitterionische Verbindungen, wie beispielsweise Aminosäuren, wie Glycin oder insbesondere Taurin oder Betain oder ein Protein, wie beispielsweise bovines oder humanes Serumalbumin. Detergenzien, Polyole und/oder zwitterionische Verbindungen sind bevorzugt.suitable additional Additives are, for example, detergents, such as Triton X-100 or sodium deoxycholate, but also polyols, such as Polyethylene glycol or glycerin, sugars, such as sucrose or glucose, zwitterionic compounds such as amino acids such as glycine or in particular taurine or betaine or a protein such as bovine or human serum albumin. Detergents, polyols and / or zwitterionic compounds are preferred.
Die physiologische Pufferlösung hat vorzugsweise einen pH von etwa 6,0–8,0 insbesondere einen pH von etwa 6,8–7,8, insbesondere einen pH von etwa 7,4, und/oder eine Osmolarität von ungefähr 200–400 milliosmol/Liter, vorzugsweise von etwa 290-310 milliosmol/Liter. Der pH des Medikaments wird im Allgemeinen unter Verwendung eines geeigneten organischen oder anorganischen Puffers angepasst, wie beispielsweise unter Verwendung von Phosphatpuffern, Trispuffern (Tris(hydroxymethyl)aminomethan), HEPES-Puffer ([4-(2-Hydroxyethyl)piperazino]ethansulfonsäure) oder MOPS-Puffer (3-Morpholino-1-propansulfonsäure). Die Wahl des entsprechenden Puffers hängt im Allgemeinen von der gewünschten Puffermolarität ab. Phosphatpuffer ist beispielsweise geeignet für Injektions- oder Infusionslösungen.The physiological buffer solution preferably has a pH of about 6.0-8.0, in particular a pH of about 6.8-7.8, in particular a pH of about 7.4, and / or an osmolarity of about 200-400 milliosmol / Liter, preferably from about 290-310 milliosmol / liter. The pH of the drug is generally adjusted using a suitable organic or inorganic buffer such as phosphate buffers, tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane), HEPES buffer ([4- (2-hydroxyethyl) piperazino] ethanesulfonic acid) or MOPS buffer (3-morpholino-1-propanesulfonic acid). The choice of the appropriate buffer generally depends on the desired buffer molarity. Phos phat buffer is suitable, for example, for injection or infusion solutions.
Injektionslösungen werden im Allgemeinen verwendet, wenn nur eine geringe Menge einer Lösung oder Suspension, beispielsweise etwa 1 bis etwa 20 ml, verabreicht werden sollen. Infusionslösungen werden im Allgemeinen verwendet, wenn eine größere Menge einer Lösung oder Suspension, beispielsweise ein oder mehrere Liter, verabreicht werden sollen. Da im Gegensatz zur Infusionslösung nur wenige Milliliter im Fall von Injektionslösungen verabreicht werden, sind geringe pH-Differenzen oder des osmotischen Drucks des Bluts oder der Gewebeflüssigkeit im Vergleich zur Injektionslösung selbst nicht bemerkbar oder spielen keine große Rolle. Die Verdünnung der Formulierung vor der Verwendung ist daher im Allgemeinen nicht erforderlich. Wenn allerdings relativ große Mengen verabreicht werden, sollte die erfindungsgemäße Formulierung kurz vor der Verabreichung verdünnt werden, so dass etwa eine isotonische Lösung erhalten wird. Ein Beispiel einer isotonischen Lösung ist eine 0,9%-ige Kochsalzlösung. Im Fall von einer Infusion kann die Verdünnung beispielsweise unter Verwendung von sterilem Wasser erreicht werden, während die Verabreichung beispielsweise durch einen so genannten Bypass durchgeführt werden kann.Become injection solutions Generally used when only a small amount of a solution or Suspension, for example about 1 to about 20 ml should. infusion solutions are generally used when a larger amount of a solution or Suspension, for example one or more liters, are administered should. As opposed to the infusion solution only a few milliliters in the case of injection solutions are low pH differences or osmotic Pressure of the blood or tissue fluid compared to the injection solution itself not noticeable or play a big role. The dilution of the Formulation prior to use is therefore generally unnecessary. If relatively large Quantities should be administered, the inventive formulation diluted shortly before administration so that about an isotonic solution is obtained. An example an isotonic solution is a 0.9% saline solution. In the case of an infusion, the dilution may be, for example, below Use of sterile water can be achieved while the Administration can be performed for example by a so-called bypass can.
Erfindungsgemäß ist dabei eingeschlossen, dass Subjekte, welche entsprechend der vorliegenden Erfindung behandelt oder diagnostiziert werden können, vorzugsweise Säuger und Menschen, Tote oder Lebendige einschließen.According to the invention is included that subjects corresponding to the present Be treated or diagnosed, preferably mammals and Include people, dead or living.
Die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung kann auf verschiedene Arten verabreicht werden, um eine geeignete Inhibition der Lipideinlagerung oder der Symptome eines Diabetes Typ II zu bewirken.The Pharmaceutical according to the invention Composition can be administered in different ways, a suitable inhibition of lipid storage or symptoms to cause a type II diabetes.
Grundsätzlich wird die wirksame Dosis vom Gewicht und dem Zustand des jeweiligen zu behandelnden Subjektes abhängen. Dabei ist davon auszugehen, dass dem Fachmann bekannt ist, wie eine geeignete Dosierung bestimmt werden kann.Basically the effective dose of the weight and condition of each depend on the subject. It is assumed that the skilled person is aware of how a suitable dosage can be determined.
Die
pharmazeutische Zusammensetzung kann auf verschiedene Art und Weise
verabreicht werden, beispielsweise intramuskulär, subkutan, intrathekal, in
das Fettgewebe, perkutan (gelöst
in DMSO), intranasal (Inhalation), intravenös oder intraperitoneal, oder
durch Fusion oder Gele, welche das jeweilige Medikament enthalten.
Es ist ferner möglich,
das Medikament topisch und lokal, beispielsweise in Form von Liposomkomplexen,
zu verabreichen. Ferner kann das Medikament durch ein transdermales
therapeutisches System (TTS) verabreicht werden, welches eine zeitlich
kontrollierte Abgabe des Medikaments ermöglicht. TTS sind beispielsweise
aus
Vorzugsweise werden die Moleküle in einer Dosis von 1 pg/kg bis 15 mg/kg, vorzugsweise zwischen 5 pg/kg und 5 mg/kg, und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 2 mg/kg Patientengewicht verabreicht. Kontinuierliche Infusionen können auch verwendet werden, beispielsweise durch Verwendung einer osmotischen Minipumpe, wie beschrieben in Heyman et al., Nat. Med., 1999, 5, 1135–152. In diesem Fall kann eine Infusionsdosis zwischen 5 und 20 μg/kg/Minute, bevorzugt zwischen 7 und 15 pg/kg/Minute angewendet werden.Preferably become the molecules at a dose of 1 pg / kg to 15 mg / kg, preferably between 5 pg / kg and 5 mg / kg, and more preferably between 0.2 and 2 mg / kg Patient weight administered. Continuous infusions can also be used, for example by using an osmotic minipump, as described in Heyman et al., Nat. Med., 1999, 5, 1135-152. In In this case, an infusion dose of between 5 and 20 μg / kg / minute, preferably be applied between 7 and 15 pg / kg / minute.
Wenn Nukleinsäuren verabreicht werden sollen, so kann der Gentransfer entweder mittels nackter DNA oder in einem Vektor erfolgen. Entsprechende Vektoren sind im Stand der Technik bekannt (Barnacal, P. (1998) SRIP's complete Guide to Gene Therapy. PJB Publication) Vektoren, die im Sinne der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, sind beispielsweise auf Adenoviren- und/oder replikations-defizienten Retroviren basierende Vektoren. Dementsprechende Techniken sind dem Fachmann bekannt.If nucleic acids be administered, so the gene transfer can either by means of naked DNA or done in a vector. Appropriate vectors are known in the art (Barnacal, P. (1998) SRIP's complete Guide to Gene Therapy. PJB Publication) Vectors that are subject to the present Invention can be used, for example, on adenovirus and / or replication-deficient retrovirus-based vectors. Corresponding Techniques are known to the person skilled in the art.
Falls gewünscht können regulierbare Vektoren, wie beispielsweise beschrieben in Ozawa et al., Annu. Rev. Pharmacol. & Toxicol., 2000, 40, 295–317, verwendet werden.If required can adjustable vectors as described, for example, in Ozawa et al., Annu. Rev. Pharmacol. & Toxicol., 2000, 40, 295-317, be used.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die pharmazeutische Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Form vor, welche den Kontakt des Wirkstoffes mit einem Bestandteil der Zelloberfläche (nicht zellgängig) ermöglicht (Cardiovasc Pharmacol Ther. 2002 Jul; 7(3):171–80). Alternativ kann die pharmazeutische Zusammensetzung in einer Form vorliegen, die einen Transport des Wirkstoffes in das Zellinnere ermöglicht (zellgängig). Dies kann beispielsweise durch Verpackung des Wirkstoffs mit zellgängigen Liposomen ermöglicht werden. Beispiele für entsprechende Liposomen finden sich in Curr Med Chem. 2003 Jul; 10(14): 1279–87 (Cationic liposomes as in vivo delivery vehicles. Templeton NS); Trends Pharmacol Sci. 2003 May; 24(5): 213–5 (Proteine); Green I, Christison R, Voyce CJ, Bundell KR, Lindsay MA. (Protein transduction domains: are they delivering?)According to a preferred embodiment, the pharmaceutical composition according to the present invention is in a form which allows the contact of the active ingredient with a cell-surface component (non-cellular) (Cardiovasc Pharmacol Ther. 2002 Jul; 7 (3): 171-80). Alternatively, the pharmaceutical composition may be in a form that allows transport of the drug into the cell interior (cell-like). This can be made possible, for example, by packaging the active substance with cell-permeable liposomes. Examples of corresponding liposomes can be found in Curr Med Chem. 2003 Jul; 10 (14): 1279-87 (Cationic liposomes as in vivo delivery vehicles, Templeton NS); Trends Pharmacol Sci. 2003 May; 24 (5): 213-5 (proteins); Green I, Christison R, Voyce CJ, Bundel KR, Lindsay MA. (Protein transduction domains: are they delivering?)
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten, bei dem Patienten eine wirksame Menge eines oder mehrerer der oben definierten Inhibitoren verabreicht wird. Bevorzugt leidet der Patient unter Diabetes-Typ-II- oder unter Diabetes-Typ-II-verwandten Krankheiten. Weiter bevorzugt leidet der Patient unter Cachexie oder HARS. Für diese erfindungsgemäßen Verfahren gelten alle oben für die erfindungsgemäße Verwendung des Inhibitors aufgeführten Ausführungsformen.The Invention further relates to a method for treating a patient, in the patient, an effective amount of one or more of the above defined inhibitors is administered. Preferably, the patient suffers diabetes type II or diabetes type II related diseases. More preferably, the patient suffers from cachexia or HARS. For this inventive method all apply above for the use according to the invention of the inhibitor listed Embodiments.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Polypeptide oder Nukleinsäure wie oben definiert zur Herstellung eines Diagnostikums zur Diagnose von Adipositas bzw. Typ-II-Diabetes.The The invention further relates to the use of the polypeptides or nucleic acid such as defined above for the preparation of a diagnostic for diagnosis of obesity or type II diabetes.
Die Detektion des Proteins oder Peptids in Serum, Fett, Hirn oder Muskel kann durch Western Blot, die Detektion von Nukleinsäuren durch PCR-Analyse erfolgen.The Detection of the protein or peptide in serum, fat, brain or muscle can be detected by Western Blot, the detection of nucleic acids PCR analysis done.
Der Nachweis des exprimierten Proteins oder Peptids dient hierbei als Marker für den Phänotyp der Krankheit. Dies ist besonders bei der Diagnose von Risikogruppen hilfreich, die eine vermehrte oder verringerte Expression des Markers aufweisen. Beispielsweise ist dieser Marker in Patienten, die an Cachexie oder HARS (HIV-associated-adipose redistribution syndrome") erhöht. Die Expressionshöhe des Markers kann für die Bestimmung der Therapiemethode und möglicherweise für die Dosierung des Therapeutikums herangezogen werden. Anhand der Bestimmung des Proteinspiegels vor, während und nach der Therapie ist auch eine Bestimmung des Krankheitsverlaufs möglich.Of the Detection of the expressed protein or peptide serves as Markers for the phenotype illness. This is especially important in the diagnosis of risk groups Helpful to an increased or decreased expression of the marker exhibit. For example, this marker is in patients on Cachexia or HARS (HIV-associated-adipose redistribution syndrome ") increases expression level the marker can be used for the Determination of the therapy method and possibly for the dosage of the therapeutic agent. Based on the provision of the Protein level before, while and after the therapy is also a determination of the course of the disease possible.
Das Vorhandensein von genetischen Varianten SNPs („small nuclear polymorphisms") auf chromosomaler Ebene kann zudem sehr weit reichende Auswirkungen auf die Prädisposition der Patienten haben (Sensitivität gegenüber Adipositas). Durch die Bestimmung genetischer Varianten der erfindungsgemäßen Proteine bzw. Peptide lassen sich der Verlauf von Therapien im Umfeld Adipositas und Typ-II-Diabetes diagnostizieren und/oder vorhersagen.The Presence of genetic variants SNPs ("small nuclear polymorphisms") on chromosomal Level can also have very far-reaching effects on predisposition of the patients have (sensitivity across from Obesity). By determining genetic variants of the proteins according to the invention or Peptides can be the course of therapies in the environment obesity diagnose and / or predict type II diabetes.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Diagnostikum enthaltend a) ein Polypeptid mit einer Sequenz gemäß SEQ ID NO: 21 oder 23, b) eine Nukleinsäure kodierend für ein Polypeptid gemäß a) oder c) eine funktionelle Variante der Moleküle gemäß a) oder b).Further The present invention also relates to a diagnostic agent containing a) a polypeptide having a sequence according to SEQ ID NO: 21 or 23, b) a nucleic acid coding for a polypeptide according to a) or c) a functional variant of the molecules according to a) or b).
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Identifizieren eines Modulators eines Polypeptides mit einer Sequenz gemäß SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, oder 23, oder einer funktionellen Variante davon, bei der man eine geeignete Zelle mit einer Kombination aus einem potentiellen Modulator und einem entsprechendem Polypeptid oder einer funktionellen Variante davon behandelt und anschließend die Veränderung in der biologischen Aktivität bestimmt.The The invention further relates to a method for identifying a Modulator of a polypeptide having a sequence according to SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, or 23, or a functional one Variant of this, where you have a suitable cell with a combination from a potential modulator and a corresponding polypeptide or a functional variant of it and then the change in biological activity certainly.
Dieses
erfindungsgemäße Verfahren
kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
Produzentenzellen
(z.B. HEK 293-Zellen) werden beispielsweise mit cDNA-Expressionsplasmiden
transfiziert, die für
die entsprechenden erfindungsgemäßen Proteine
kodieren. Nach Transfektion werden die Zellen über einen Zeitraum von beispielsweise
2 Tagen kultiviert (Expression des Proteins in den Zellüberstand).This process according to the invention can be carried out, for example, as follows:
Producer cells (eg HEK 293 cells) are transfected, for example, with cDNA expression plasmids which code for the corresponding proteins according to the invention. After transfection, the cells are cultured for a period of, for example, 2 days (expression of the protein in the cell supernatant).
Zu einem geeigneten Zeitpunkt (beispielsweise nach 3 Tagen) nach Aussaat der Empfägerzellen (Empfängerzelllinie oder -zelllinien (z.B. 3T3-L1 Zellen) oder auch von zu testenden Primärzellen) und vorzugsweise nach Induktion der Differenzierung (Zugabe entsprechender Differenzierungsstimuli) erfolgt die Zugabe von entsprechenden Modulatoren (Inhibitoren bzw. Aktivatoren) zu diesen Zellen. Die Modulatoren können hierbei ausgewählt werden aus Sammlungen/Bibliotheken chemischer Substanzen (low molecular weight substances, LMWs), Peptiden, Proteinen, Antikörpern, Decoy-Rezeptoren, Antikalinen, Affilinen, Antisense-RNAs, siRNA, Aptameren oder Proteasen. Danach, beispeilsweise nach einer dem Fachmann bekannten Inkubationszeit, erfolgt der Übertrag des Zellüberstandes von den Produzentenzellen auf die Empfängerzellen. Die Zugabe des Modulators muss hierbei nicht zwingend vor Übertrag des Zellüberstandes erfolgen. Alternativ ist die Zugabe des Modulators auch gleichzeitig oder zeitversetzt möglich. Dies kann besonders dann von Vorteil sein, wenn die Komplex-Bildung aus dem erfindungsgemäßen Protein mit zellulären oder löslichen Rezeptoren die Modulation verstärkt. Beispielsweise ist in bestimmten Fällen eine Erkennung eines Proteins durch einen Antikörper erst nach Komplexbildung aus Protein und zugehörigem Rezeptor möglich.To at the appropriate time (for example after 3 days) after sowing the recipient cells (recipient cell line or cell lines (e.g., 3T3-L1 cells) or also to be tested Primary cells) and preferably after induction of differentiation (addition of corresponding Differentiation stimuli), the addition of corresponding modulators (Inhibitors or activators) to these cells. The modulators can selected here are from collections / libraries of chemical substances (low molecular weight substances, LMWs), peptides, proteins, antibodies, decoy receptors, Anticalins, Affilins, Antisense RNAs, siRNA, aptamers or proteases. Thereafter, for example after an incubation period known to the person skilled in the art, the carryover takes place of the cell supernatant from the producer cells to the recipient cells. The addition of the Modulators do not necessarily have to carry over the cell supernatant respectively. Alternatively, the addition of the modulator is also simultaneous or delayed. This can be particularly beneficial if the complex formation from the protein according to the invention with cellular or soluble Receptors amplified the modulation. For example, in certain cases, a recognition of a protein by an antibody only possible after complex formation of protein and associated receptor.
Die Empfängerzellen werden für einen geeigneten Zeitraum (beispielsweise 5 Tage) kultiviert. Danch wird die Auswirkung der Modulatoren auf die zellen bestimmt. Dies kann beispielsweise eine gesteigerte Lipideinlagerung (Inhibitoren) bzw, eine Verringerung der Lipideinlagerung (Aktivatoren) sein. Beides kann mittels Nile-Red-Assay bestimmt werden.The recipient cells are cultured for a suitable period of time (for example 5 days). Then the effect of the modulators on the cells is determined. This can be for example an increased lipid storage (inhibitors) or a reduction in lipid storage (activators). Both can be determined by Nile Red assay.
Entsprechende Verfahrensschritte zur Vorbereitung und Kultivierung der Zellen sowie des NileRed-Assays sind in den Beispielen beschrieben.Appropriate Process steps for preparing and cultivating the cells and the NileRed assay are described in the Examples.
Anstatt der Expression der erfindungsgemäßen Proteine in Produzentenzellen kann auch rekombinant hergestelltes Protein (siehe Beispiel 1) zu den Empfängerzellen zugegeben werden. Die Konzentration des zugegebenen rekombinanten Proteins entspricht dann der Konzentration des sezernierten Proteins im Zellüberstand der Produzentenzelle.Instead of the expression of the proteins according to the invention in producer cells can also recombinantly produced protein (see Example 1) to the recipient cells be added. The concentration of added recombinant Protein then corresponds to the concentration of the secreted protein in the cell supernatant the producer cell.
Alternativ können auch Nicht-Adipozyten-Zellen als Empfängerzellen verwendet werden. Hierzu wird beispielsweise der dem erfindungsgemäßen Protein entsprechende molekulare Rezeptor rekombinant in diesen Zellen exprimiert und zur Bestimmung der Lipideinlagerung bzw. der Insulin-abhängigen Signalübertragung ("Insulin-Signaling") ein entsprechender Reportergen-gekoppelter Assay verwendet. Entsprechende Reportergen-Assays sind im Stand der Technik bekannt.alternative can Non-adipocyte cells can also be used as recipient cells. For this purpose, for example, the corresponding molecular protein of the invention Receptor recombinantly expressed in these cells and used for determination the lipid storage or the insulin-dependent signal transmission ("Insulin signaling") a corresponding Reporter gene-coupled assay used. Corresponding reporter gene assays are known in the art.
Die Identifizierung des Modulators kann unter Verwendung von Hochdurchsatzscreening (HTS)-Verfahren, wie beispielsweise in WO 01/48239 oder WO 03/014346 beschrieben, durchgeführt werden.The Identification of the modulator can be done using high throughput screening (HTS) method, such as in WO 01/48239 or WO 03/014346 described, performed become.
Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele und Figuren erläutert, die in keiner Weise dazu gedacht sind, den Gegenstand der Erfindung einzuschränken.The The invention will be explained in the following by examples and figures which are not intended in any way, the subject of the invention limit.
In den Beispielen wird insbesondere gezeigt, dass die erfindungsgemäß verwendeten Polypeptide in der Lage sind, die Lipideinlagerung in murinen 3T3-L1 Zellen inhibieren. Die Inhibition konnte auch in primären humanen Adipozyten omentalen Ursprungs gezeigt werden. Der Nachweis erfolgte jeweils durch NileRed-Assay.In The examples show in particular that the inventively used Polypeptides are capable of lipid storage in murine 3T3-L1 Inhibit cells. The inhibition could also be in primary human Adipocytes of omental origin are shown. The proof took place each by NileRed assay.
Ferner wird gezeigt, dass lösliche Varianten dieser Proteine, die rekombinant erhältlich sind, bzw. kommerziell erhältliche Proteinfragmente ebenfalls in der Lage sind, die Lipideinlagerung zu inhibieren.Further is shown to be soluble Variants of these proteins, which are recombinantly available, or commercially available Protein fragments are also capable of lipid storage to inhibit.
Beschreibung der Figuren:Description of the figures:
Dargestellt
ist die prozentuale Hemmung der Lipideinlagerung in 3T3-L1 Zellkulturen
bezogen auf die Negativkontrolle (Leervektor). 3T3-L1 Zellkulturen
wurden mit Überständen von
293 Zellen inkubiert, die mit den für die jeweiligen Proteine kodierenden
Expressionsplasmiden transfiziert wurden. Eine niedrige Signalstärke bedeutet
geringe Lipideinlagerung in die 3T3-L1 Zellen, eine hohe Signalstärke bedeutet
eine starke Lipideinlagerung.
Shown is the percentage inhibition of lipid storage in 3T3-L1 cell cultures relative to the negative control (empty vector). 3T3-L1 cell cultures were incubated with supernatants from 293 cells transfected with the expression plasmids coding for the respective proteins. A low signal strength means low lipid storage in the 3T3-L1 cells, a high signal strength means a strong lipid storage.
Dargestellt
ist die Dosis Wirkungskurve, die den Lipidgehalt von 3T3-L1 Zellen
in Abhängigkeit
der zugesetzten Menge an rekombinantem sekretiertem bzw. löslichem
Proteinfragment TNFSF-12 zeigt.
Shown is the dose response curve showing the lipid content of 3T3-L1 cells as a function of the added amount of recombinant secreted or soluble protein fragment TNFSF-12.
Die Messergebnisse sind als relative Floureszenzeinheiten (RFU) am Tag 5 nach Zugabe des Proteins angegeben.The Measurement results are as relative fluorescence units (RFU) per day 5 indicated after addition of the protein.
Dargestellt
ist die Dosis Wirkungskurve, die den Lipidgehalt von 3T3-L1 Zellen
in Abhängigkeit
der zugesetzten Menge an rekombinantem löslichem bzw. sekretiertem bzw.
löslichem
Proteinfragment TNFSF-14 zeigt.
Shown is the dose response curve showing the lipid content of 3T3-L1 cells as a function of the added amount of recombinant soluble or secreted or soluble protein fragment TNFSF-14.
Die Messergebnisse sind als relative Floureszenzeinheiten (RFU) am Tag 5 nach Zugabe des Proteins angegeben.The Measurement results are as relative fluorescence units (RFU) per day 5 indicated after addition of the protein.
Dargestellt
ist die Dosis Wirkungskurve, die den Lipidgehalt von 3T3-L1 Zellen
in Abhängigkeit
der zugesetzten Menge an rekombinantem Cardiotrophin-1 Protein zeigt.
Die Messergebnisse sind als relative Floureszenzeinheiten (RFU)
am Tag 5 nach Zugabe des Proteins angegeben.
Shown is the dose response curve showing the lipid content of 3T3-L1 cells as a function of the added amount of recombinant cardiotrophin-1 protein. The measurement results are given as relative fluorescence units (RFU) on day 5 after addition of the protein.
Dargestellt
ist die Dosis Wirkungskurve, die den Lipidgehalt von 3T3-L1 Zellen
in Abhängigkeit
der zugesetzten Menge an rekombinantem sekretiertem bzw. löslichem
Proteinfragment FGF-16 zeigt. Die Messergebnisse sind als relative
Fluoreszenzeinheiten (RFU) am Tag 5 nach Zugabe des Proteins angegeben.
Shown is the dose response curve showing the lipid content of 3T3-L1 cells as a function of the added amount of recombinant secreted or soluble protein fragment FGF-16. The measurement results are given as relative fluorescence units (RFU) on day 5 after addition of the protein.
HEK-293 Zellen wurden mit cDNA-Expressionsplamiden, die für die jeweiligen Proteine kodieren, transfiziert. Nach Transfektion wurden die HEK-293 Zellen über einen Zeitraum von 2 Tagen kultiviert. Danach wurde der Zellüberstand der HEK-293 Zellen abgenommen und auf 3T3-L1 Zellen (3 Tage nach deren Aussaat) übertragen. Unmittelbar darauf erfolgte eine Zugabe von Differenzierungsstimuli zu den 3T3-L1 Zellen. Die 3T3-L1 Zellen wurden mit den Überständen der HEK-293 Zellen für weitere 5 Tage kultiviert und die Hemmung der Lipideinlagerung mittels NileRed-Assay bestimmt.HEK-293 Cells were probed with cDNA expression plasmids appropriate for the respective Encode proteins, transfected. After transfection, the HEK-293 Cells over cultivated for a period of 2 days. Thereafter, the cell supernatant of the HEK-293 cells were removed and transferred to 3T3-L1 cells (3 days after their sowing). Immediately afterwards, there was an addition of differentiation stimuli to the 3T3-L1 cells. The 3T3-L1 cells were incubated with the supernatants of the HEK-293 cells for cultured for a further 5 days and the inhibition of lipid storage by means of NileRed assay determined.
Beispiel 1: Produktion eines aktiven Zellkulturüberstandes mit Hilfe der Transfektion einer Produzentenzelllinie (HEK 293 Zellen):Example 1: Production an active cell culture supernatant with the help of transfection of a producer cell line (HEK 293 cells):
HEK293 Zellen wurden nach Standardmethoden in DMEM Medium (10%FCS) kultiviert und für die Transfektion in einer Zelldichte von 2,2 × 104 Zellen/Vertiefung einer 96 well Platte in 100μl Medium ausgesät. Die Transfektion der 293 Zellen mit dem cDNA-Expressionsplasmid erfolgte mit Hilfe gängiger Transfektionsmethoden, wie zum Beispiel der Calcium-Phosphat Transfektion von Roussel et al. (Mol. Cell. Biol. 4 (1984), 1999–2009). Nach 48 Stunden wurden 50 μl des Medium-Überstandes abgenommen und auf die geeignet vorbereiteten Präadipozytenzellen (s.u.) verbracht.HEK293 cells were cultured by standard methods in DMEM medium (10% FCS) and seeded for transfection in a cell density of 2.2 × 10 4 cells / well of a 96 well plate in 100 μl of medium. The transfection of the 293 cells with the cDNA expression plasmid was carried out using standard transfection methods, such as, for example, calcium phosphate transfection by Roussel et al. (Mol. Cell Biol. 4 (1984), 1999-2009). After 48 hours, 50 μl of the medium supernatant were removed and applied to the appropriately prepared preadipocyte cells (see below).
Die cDNAs, die für die jeweiligen Proteine kodieren, wurden entweder aus einer „Volle-Länge"-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek (Gewebequellen: viszerales Fettgewebe, Hypothalamus, Skelett-Muskel, Leber, Pankreas), die von Invitrogen, Carlsbad, USA, durch eine proprietäre Invitrogen Technologie erstellt wurde, aus einer „Human Full Length Clone Collection"; ORIGENE; Rockville MD, USA (humane cDNA-Klone aus humanen Zelllinien und Geweben) oder aus einer MGC Klonkollektion (IRAK-Kollektion; „Mammalian Gene Collection"; RZPD, Berlin, die humane cDNA-Klone aus humanen Zelllinien und Geweben umfasst und in Strausberg RL, Feingold EA, Klausner RD, Collins FS. The Mammalian Gene Collection. Science, 1999, 286, 455–457 beschrieben ist, gewonnen.The cDNAs coding for encoding the respective proteins were either from a "full-length" enriched normalized cDNA library (Tissue sources: visceral adipose tissue, hypothalamus, skeletal muscle, Liver, pancreas), by Invitrogen, Carlsbad, USA, by a proprietary Invitrogen technology was created from a "Human Full Length Clone Collection "; OriGene; Rockville MD, USA (human cDNA clones from human cell lines and tissues) or from an MGC clone collection (IRAK collection; "Mammalian Gene Collection "; RZPD, Berlin, which includes human cDNA clones from human cell lines and tissues and in Strausberg RL, Feingold EA, Klausner RD, Collins FS. The Mammalian Gene Collection. Science, 1999, 286, 455-457 is won.
Die Herkunft der cDNA-Sequenzen ist im Folgenden aufgelistet:The origin of the cDNA sequences is listed below:
NFSF-12 V1 stammt aus einer „Volle-Länge"„-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek; Invitrogen, Carlsbad, USA. Die Hemmung der Lipideinlagerung wurde entsprechend Beispiel 3 zusätzlich mit einem rekombinanten, sekretierten bzw. löslichen Protein von R&D Systems GmbH, Wiesbaden; CatNo.: 1090-TW; Aminoterminal 6× HIS-getaggte extrazellulärer Domaine von humanem TWEAK (Arg 93-His 249; s. Chicheportiche, et al., 1997, J.Biol. Chem. 272:32401–32410) bestimmt.NFSF 12 V1 comes from a "full-length" - enriched normalized cDNA library; Invitrogen, Carlsbad, USA. The inhibition of lipid storage was corresponding Example 3 in addition with a recombinant, secreted or soluble protein from R & D Systems GmbH, Wiesbaden; CatNo .: 1090-TW; Aminoterminal 6 × HIS-tagged extracellular domain of human TWEAK (Arg 93-His 249; see Chicheportiche, et al., 1997, J. Biol. Chem. 272: 32401-32410) certainly.
TNFSF-12 V1* stammt aus einer „Volle-Länge"-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek; Invitrogen, Carlsbad, USA (Accession Number (Acc. No.) NM_003809). Das sekretierte Proteinfragment ist identisch mit dem von TNFSF12 V1. TNFSF-12 V1* unterscheidet sich von TNFSF-12 V1 durch eine zusätzliche Aminosäure im membranständigen Proteinanteil. Die Hemmung der Lipideinlagerung wurde entsprechend Beispiel 3 zusätzlich mit einem rekombinanten, sekretiertem bzw, löslichem Protein von R&D Systems GmbH, Wiesbaden; CatNo.: 1090-TW; Aminoterminal 6X HIS-getaggte extrazellulärer Domaine von humanem TWEAK (Arg 93-His 249; s. Chicheportiche, et al., 1997, J.Biol. Chem. 272:32401–32410) bestimmt.TNFSF-12 V1 * comes from a "full-length" enriched normalized cDNA library; Invitrogen, Carlsbad, USA (Accession Number (Acc No.) NM_003809). The secreted protein fragment is identical to that of TNFSF12 V1. TNFSF-12 V1 * differs from TNFSF-12 V1 by an additional amino acid in the membrane protein portion. The inhibition of lipid storage was in accordance with Example 3 in addition to a recombinant, secreted or soluble protein from R & D Systems GmbH, Wiesbaden; CatNo .: 1090-TW; Aminoterminal 6X HIS-tagged extracellular domain of human TWEAK (Arg 93-His 249; Chicheportiche, et al., 1997, J. Biol. Chem. 272: 32401-32410) certainly.
TNFSF-14 stammt aus einer „Human Full Length Clone Collection"; ORIGENE; Rockville MD, USA. (BC1286-C05; Acc. No. NM_003807). Die Hemmung der Lipideinlagerung wurde entsprechend Beispiel 3 zusätzlich mit einem rekombinanten, sekretierten bzw. löslichen Proteinfragment Protein von R&D Systems GmbH, Wiesbaden: CatNo.: 664-LI [CD33 signal (met1-17)/10× His/GGGSGGGSGGGSIEGR/]-Asp-74 – Val-240 bestimmt.TNFSF-14 was obtained from a "Human Full Length Clone Collection", ORIGENE; Rockville MD, USA (BC1286 - C05; Acc No. NM_003807) Inhibition of lipid incorporation was supplemented with recombinant, secreted, and soluble, respectively, as described in Example 3 Protein fragment protein from R & D Systems GmbH, Wiesbaden: CatNo .: 664-LI [CD33 signal (met1-17) / 10 × His / GGGSGGGSGGGSIEGR /] - Asp-74 - Val-240.
Cardiotrophin-1 stammt aus einer „Volle-Länge"-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc. No. NM_001330). Die Hemmung der Lipideinlagerung wurde entsprechend Beispiel 3 zusätzlich mit einem rekombinanten Protein von R&D Systems GmbH, Wiesbaden: CatNo.: 612-CD (Protein Sequenz von Pennica, D. et al., 1996, Cytokine 8:183–189) bestimmt.Cardiotrophin-1 comes from a "full-length" enriched normalized cDNA library; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc No. NM_001330). The inhibition of Lipideinlagerung was according to Example 3 in addition with a recombinant protein from R & D Systems GmbH, Wiesbaden: CatNo .: 612-CD (protein sequence from Pennica, D. et al., 1996, Cytokines 8: 183-189) certainly.
Endothelin-2 TNFSF-14 stammt aus einer MGC Klonkollektion (IRAK-Kollektion; „Mammalian Gene Collection"; RZPD, Berlin (5185394; Acc. No. NM_001956). FGF-16 stammt aus einer „Volle-Länge"-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc. No. NM 003868). Die Hemmung der Lipideinlagerung wurde entsprechend Beispiel 3 zusätzlich mit einem rekombinanten bzw. löslichen Protein von R&D Systems GmbH, Wiesbaden: CatNo.: 1212-FG/CF (As 2-207 siehe Miyake, A. et al., 1998, Biochem. Biophys. Res. Commun. 243:148–152) bestimmt.Endothelin-2 TNFSF-14 is derived from an MGC clone collection (IRAK collection; "Mammalian Gene Collection "; RZPD, Berlin (5185394; Acc No. NM_001956). FGF-16 is derived from a" full-length "enriched normalized cDNA library; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc No. NM 003868). The inhibition of lipid incorporation was carried out according to Example 3 additionally with a recombinant or soluble protein from R & D Systems GmbH, Wiesbaden: CatNo .: 1212-FG / CF (As 2-207 see Miyake, A. et al., 1998, Biochem. Biophys Res. Commun. 243: 148-152).
GH-2 stammt aus einer „Human Full Length Clone Collection"; ORIGENE; Rockville MD, USA. (PL1040_A04; Acc. No. NM_002059).GH-2 comes from a "Human Full Length Clone Collection "; OriGene; Rockville MD, United States. (PL1040_A04; Acc No. NM_002059).
Calsyntenin-1 stammt aus einer „Human Full Length Clone Collection"; ORIGENE; Rockville MD, USA. (FB2936_B05; Acc. No. NM_014944).Calsyntenin-1 comes from a "Human Full Length Clone Collection "; OriGene; Rockville MD, United States. (FB2936_B05; Acc No. NM_014944).
BM045 stammt aus einer „Human Full Length Clone Collection"; ORIGENE; Rockville MD, USA; (Acc. No. NM_018459).BM045 comes from a "Human Full Length Clone Collection "; OriGene; Rockville MD, USA; (Acc No. NM_018459).
GK001 stammt aus einer „Volle-Länge"-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc. No. NM 020198).GK001 comes from a "full-length" enriched normalized cDNA library; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc No. NM 020198).
PDGF-D v1 stammt aus einer „Volle-Länge"-angereicherten normalisierten cDNA-Bibliothek; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc. No. NM 025208).PDGF-D v1 comes from a "full-length" enriched normalized cDNA library; Invitrogen, Carlsbad, USA (Acc No. NM 025208).
PDGF-D V2 stammt aus einer „Human Full Length Clone Collection"; ORIGENE; Rockville MD, USA. (FB1975_A05; Acc. No. NM 033135). Bei PDGF-D V1 und V2 handelt es sich um zwei unterschiedliche Spleißvarianten von PDGF-D.PDGF-D V2 comes from a "Human Full Length Clone Collection "; OriGene; Rockville MD, United States. (FB1975_A05; Acc No. NM 033135). at PDGF-D V1 and V2 are two different splice variants from PDGF-D.
Beispiel 2: Kultivierung von Präadipozytenzellen (3T3-L1) und Vorbereitung auf die Induktion zur Differenzierung:Example 2: Cultivation of preadipocyte cells (3T3-L1) and preparation for induction for differentiation:
3T3-L1 Zellen sind Maus-Fibroblasten Zellen embryonalen Ursprungs, die unter geeigneten Bedingungen eine terminale Differenzierung zu reifen Fettzellen (Adipozyten) durchführen können. Deshalb werden die in Proliferationskultur gehaltenen 3T3-L1 auch als Präadipozyten bezeichnet. Sie wachsen in Mono-Layern und besitzen in etwa eine Verdopplungszeit von 24 h. Die hier verwendeten 3T3-L1 Zellen stammten von der ATCC (CL-173). Da die 3T3-L1 Zellen bei Konfluenz spontan differenzieren und dabei die Eigenschaften der Kultur verändert werden, wurden die Zellen nicht bis zur Konfluenz kultiviert (max. 80%; s. Passageprotokoll Beispiel 3).3T3-L1 Cells are mouse fibroblasts of embryonic origin which under appropriate conditions to mature a terminal differentiation Perform fat cells (adipocytes) can. Therefore, the proliferative culture of 3T3-L1 also becomes as preadipocytes designated. They grow in mono layers and have about one Doubling time of 24 h. The 3T3-L1 cells used here were derived from the ATCC (CL-173). Because the 3T3-L1 cells spontaneously at confluency differentiate and thereby change the characteristics of the culture, the cells were not cultured to confluence (max 80%; s. Passage protocol example 3).
Die Passagierung erfolgte in 2 Tagesabständen wobei dazwischen kein Mediumwechsel durchgeführt wurde. Es erfolgen außer bei dem Transfer der Überstände, grundsätzlich keine Medienwechsel. Die Zellen wurden erst ab Passage 5 und nur bis Passage 18 zum Screening verwendet. Die Erhaltungs-Kultur der 3T3-L1 Zellen erfolgte in T-75-Kulturflaschen. Zur Passagierung alle 2 Tage wurden diese mit 4,5 × 105 Zellen/T-75-Flasche angeimpft. Es erfolgte kein Mediumwechsel bis zur nächsten Passage.The passenger was carried out at 2-day intervals with no medium change in between. Except for the transfer of the supernatants, there are basically no media changes. Cells were screened only at passage 5 and only until passage 18. The maintenance culture of the 3T3-L1 cells was in T-75 culture flasks. For passage every 2 days, these were inoculated with 4.5 × 10 5 cells / T-75 bottle. There was no medium change until the next passage.
Die Aussaat der 3T3-L1 Zellen für das Experiment erfolgte in 96 well Mikrotiterplatten: Die 3T3-L1 Zellen wurden in einer Zelldichte von 1,5 × 104Zellen/well in 200 μl Wachstumsmedium/well ausgesät. Die Zellen wurden dann ohne Mediumwechsel für 3 Tage inkubiert und anschließend zur Differenzierung wie weiter unten beschrieben induziert und mit dem HEK-293 Überstand oder rekombinantem löslichem bzw. sekretiertem Proteinfragment in Kontakt gebracht.The seeding of the 3T3-L1 cells for the experiment was carried out in 96 well microtiter plates: The 3T3-L1 cells were seeded in a cell density of 1.5 × 10 4 cells / well in 200 μl of growth medium / well. The cells were then incubated without change of medium for 3 days and then induced for differentiation as described below and contacted with the HEK-293 supernatant or recombinant soluble or secreted protein fragment.
Das 3T3-L1 Wachstumsmedium (GM) (Zusammensetzung: DMEM, 10%FCS, 1% Penicillin-Streptomycin, 1% Glutamin, 1% Na-Pyruvat) war mit dem Medium der 293 Zellen bis auf eine Ausnahme identisch: es besitzt eine doppelt so hohe Glutaminmenge (2% statt 1%; siehe Beispiel 3). Das Differenzierungsmedium (DM) wurde grundsätzlich als 2fach-Konzentrat direkt nach Zugabe des 293-Zell-Überstandes zugegeben. Es besteht in dieser Form aus einem durch Induktionsfaktoren (200 nM Insulin, 1 mM IBMX und 2 μM Dexamethason) ergänzten 3T3-L1 Wachstumsmedium.The 3T3-L1 growth medium (GM) (composition: DMEM, 10% FCS, 1% penicillin-streptomycin, 1% Glutamine, 1% Na pyruvate) was up to 293 cells with the medium an exception identical: it has twice the amount of glutamine (2% instead of 1%, see example 3). The differentiation medium (DM) became basic as a 2-fold concentrate directly after addition of the 293-cell supernatant added. It consists in this form of a by induction factors (200 nM insulin, 1 mM IBMX and 2 μM Dexamethasone) 3T3-L1 growth medium.
Beispiel 3: Induktion zur Differenzierung und Zugabe des zu testenden Überstandes bzw. des zu testenden Proteins:Example 3: induction for the differentiation and addition of the supernatant or protein to be tested:
Drei Tage nach der Aussaat der 3T3-L1 Zellen wurden 140 μl Medium von den 3T3-L1 Zellen abgenommen und 50 μl eines von den HEK293 Zellen gewonnen Zellkulturüberstandes hinzugefügt. Alternativ wurde 50 μl Wachstumsmedium zugegeben, in dem geeignete Mengen an rekombinantem Protein (0-3 μg/ml Protein) gelöst wurden. Zusätzlich erfolgte nun die Zugabe von 100 μl 2X Differenzierungsmedium auf die 3T3-L1 Zellen gefolgt von einer Inkubation der 3T3-L1 Zellen im Brutschrank für 5 Tage. Nach dieser Zeit wurde eine Bestimmung des intrazellulär eingelagerten Lipids vorgenommen.Three days after seeding the 3T3-L1 cells, 140 μl of medium was removed from the 3T3-L1 cells and 50 μl of a cell culture supernatant obtained from HEK293 cells was added. Alternatively wur de 50 ul of growth medium were added, were dissolved in the appropriate amounts of recombinant protein (0-3 ug / ml protein). In addition, 100 μl of 2X differentiation medium was added to the 3T3-L1 cells followed by incubation of the 3T3-L1 cells in the incubator for 5 days. After this time, a determination of the intracellularly incorporated lipid was made.
Beispiel 4: Messung des intrazellulär eingelagerten Lipids:Example 4: Measurement of the intracellularly embedded lipid:
Zur quantitativen Bestimmung der Einlagerung von zellulärem Lipid wurde NileRed-Reagenz (Molecular Probes, Leiden, Niederlande; CAS Nummer 7385-67-3) verwendet (Nile-Red-Färbelösung: 4 μg/ml Nile Red in PBS/40% DMSO). Die Fluoreszenz wurde bei einer Exzitations-Wellenlänge von 485nm und einer Emissions-Wellenlänge von 590 nm gemessen. Die erforderliche Menge Nile Red wurde zur berechneten Menge DMSO zugegeben und gemischt. Anschließend wird die berechnete Menge PBS zugegeben und die Lösung gemischt.to quantitative determination of the incorporation of cellular lipid NileRed reagent (Molecular Probes, Leiden, Netherlands; CAS Number 7385-67-3) (Nile Red staining solution: 4 μg / ml Nile Red in PBS / 40% DMSO). The fluorescence was at an excitation wavelength of 485 nm and an emission wavelength of 590 nm. The Required amount of Nile Red was added to the calculated amount of DMSO and mixed. Subsequently the calculated amount of PBS is added and the solution mixed.
Beispiel 5: Durchführung des NileRed-Assay:Example 5: Implementation of the NileRed assay:
Am
Tag 5 nach der Induktion zur Differenzierung wurde 140 μl Medium
von den 3T3-L1 Zellkulturen abgenommen und 200 μl PBS zugegeben. Danach wurde
150 μl Flüssigkeit
abgenommen und je 50 μl
NileRed-Färbe-Lösung zugegeben.
Die Inkubation der Platten erfolgte für 4h bei 37°C im CO2-Inkubator.
Das Auslesen erfolgte in einem Fluoreszenz-Reader bei einer Exzitation von 485nm
und einer Emission von 590 nm (200 msec Lesezeit). Die Messergebnisse
sind als releative Floureszenzeinheiten (RFU) in
Beispiel 6: Verringerung des Gewichts bzw. der Gewichtszunahme im MausmodellExample 6: Reduction of weight or weight gain in the mouse model
In Mäusen des Stammes C57/B16/J wird nach Bestimmung der maximal tolerierten Dosis (MTD) a) die Verringerung der Gewichtszunahme in normalgewichtigen Mäusen (ohne vorhergehende Hochkaloriendiät) und b) die Nettoreduktion des adipösen Gewebes in fettleibigen Mäusen (unter Hochkaloriendiät) nach Zugabe des erfindungsgemäß eingesetzten Proteins durch Wiegen oder Bestimmung des BMI („body mass index") ermittelt.In mice of the strain C57 / B16 / J is determined by the maximum tolerated Dose (MTD) a) Reducing weight gain in normal weight mice (without previous high calorie diet) and b) the net reduction of the obese Tissue in obese mice (under high calorie diet) after addition of the invention used Protein determined by weighing or determination of the BMI ("body mass index").
Die Bestimmung der maximal tolerierten Dosis erfolgt mit 3 Mäusen (Stamm C57B16/J Wildtyp) durch Gabe von 0,002; 0,02; 0,2; 2,0 und 10 mg Protein/kg als einmalige intravenöse Dosis. Eine anschließende Feinjustierung der Dosis erfolgt mit je 3 Mäusen (Stamm C57B16/J Wildtyp) durch einmalige Gabe des Proteins. In einem Dosistoleranztest wird durch wiederholte Gabe einer ausgewählten Dosis über mehrere Applikationen anhand von Blutparametern und Serumstabilität die zur Applikation notwendige Dosis ermittelt.The Determination of the maximum tolerated dose is carried out with 3 mice (strain C57B16 / J wild type) by administration of 0.002; 0.02; 0.2; 2.0 and 10 mg Protein / kg as a single intravenous dose. A subsequent fine adjustment The dose is administered with 3 mice each (Strain C57B16 / J wild type) by a single dose of the protein. In one Dosage tolerance test is performed by repeatedly administering a selected dose over several Applications based on blood parameters and serum stability Application determined necessary dose.
Im Rahmen der weiterführenden Experimente wird die oben gefundene Maximaldosis bis zu einer geringsten Dosis verringert, die noch einen therapeutischen Effekt bewirkt. In dem anschließenden Test zur Ermittlung der Gewichtsveränderung wird die so ermittelte Dosis intraperitoneal verabreicht.in the Framework of the continuing Experiments will reduce the maximum dose found above to a minimum Reduces the dose that still has a therapeutic effect. In the subsequent Test to determine the change in weight is the thus determined Dose administered intraperitoneally.
Zur Ermittlung der Verringerung der Gewichtszunahme in normalgewichtigen Mäusen werden normalgewichtige Mäuse unter Normalkaloriendiät (20 kcal% Fettdiät) jeweils ohne (unbehandelt) und mit Zugabe des erfindungsgemäßen Proteins (behandelt) 10-14 Wochen gehalten. Während und nach Ablauf der Versuchsreihe wird die Gewichtszunahme durch Wiegen und Bestimmung des BMI ermittelt.to Determining the reduction of weight gain in normal weight mice become normal-weight mice under normal diet (20 kcal% fat diet) each without (untreated) and with the addition of the protein according to the invention (treated) held for 10-14 weeks. During and after the end of the test series The weight gain is determined by weighing and determining the BMI.
Bei behandelten Mäusen, die unter Normalkaloriendiät gehalten wurden, ist im Gegensatz zu unbehandelten Mäusen eine Gewichtsreduktion zu beobachten. Bei behandelten Mäusen, die unter Hochkaloriendiät gehalten wurden, ist im Vergleich zu unbehandelten Mäusen ein geringerer Gewichtszuwachs bzw. eine Gewichtsreduktion zu beobachten.at treated mice, the under normal diet are kept in contrast to untreated mice one To observe weight reduction. In treated mice, the under high calorie diet is kept compared to untreated mice to observe less weight gain or a weight reduction.
Zur Ermittlung der Verringerung der Gewichtszunahme in fettleibigen Mäusen werden fettleibige Mäuse (die zuvor unter Hochkaloriendiät (45 kcal% Fettdiät) gehalten wurden), unter Normalkaloriendiät (20 kcal% Fettdiät) jeweils ohne (unbehandelt) und mit Zugabe des erfindungsgemäßen Proteins (behandelt) 10-14 Wochen gehalten. Während und nach Ablauf der Versuchsreihe wird die Gewichtszunahme durch Wiegen und Bestimmung des BMI ermittelt.to Identify the reduction in weight gain in obese mice become obese mice (previously under high calorie diet (45 kcal% fat diet) under normal diet (20 kcal% fat diet) each without (untreated) and with addition of the protein according to the invention (treated) held for 10-14 weeks. During and after the end of the test series The weight gain is determined by weighing and determining the BMI.
Bei behandelten Mäusen, die unter Normalkaloriendiät gehalten wurden, kann eine stärkere Gewichtsreduktion gezeigt werden als bei unbehandelten Mäusen. Bei unbehandelten Mäusen unter Hochkaloriendiät ist eine weitere Gewichtszunahme zu beobachten. Bei behandelten Mäusen ist hingegen eine Gewichtsabnahme bzw. eine verringerte Gewichtszunahme festzustellen.In treated mice kept under normal diet, a greater weight reduction can be shown than in untreated mice. In untreated mice under high calorie diet, a further increase in weight is observed. In treated mice, however, is a weight loss me or a reduced increase in weight determine.
Tabelle 1 Bevorzugte Ausführungsformen: Proteinfragmente: TNFSF-12 v1 bzw. v2 (AS 93-249 bzw. 250) Preferred Embodiments: Protein Fragments: TNFSF-12 v1 and v2 (AS 93-249 and 250, respectively)
TNFSF-14 (AS 74-240) TNFSF-14 (AS 74-240)
FGF-16 (AS 2-207) FGF-16 (AS 2-207)
Endothelin-2 (AS 49-69) Endothelin-2 (AS 49-69)
Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform downloaded from the DPMA.
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Zhai, Y. u.a.: Light, a novel ligand for lympho- toxin beta receptor and TR2/HVEM induces apoptosisand suppresses in vivo tumor formation via gene transfer. In: Journal of Clinical Investigation, 1998, Vol. 102, Num. 6, S. 1142-1151 * |
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