ES2244057T3 - Subunidad teta humana del receptor gaba-a. - Google Patents

Subunidad teta humana del receptor gaba-a.

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ES2244057T3 ES98917470T ES98917470T ES2244057T3 ES 2244057 T3 ES2244057 T3 ES 2244057T3 ES 98917470 T ES98917470 T ES 98917470T ES 98917470 T ES98917470 T ES 98917470T ES 2244057 T3 ES2244057 T3 ES 2244057T3
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Timothy Peter Bonnert
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Abstract

La presente invención se refiere a la clonación de una nueva secuencia de ADNc que codifica la subunidad theta del receptor de GABAA; a las líneas celulares eucariotas cotarnsfectadas de manera estable, capaces de expresar un receptor de GABAA, comprendiendo dicho receptor la nueva subunidad theta del receptor de GABAA; y a la utilización de dichas líneas celulares en la búsqueda y diseño de medicamentos que actúen sobre los receptores de GABAA.

Description

Subunidad teta humana del receptor GABA_{A}.
La invención se refiere a la clonación de una secuencia de ADNc novedosa que codifica una subunidad particular del receptor GABA_{A} humano. Además, la invención se refiere a una línea celular estable capaz de expresar dicho ADNc y al uso de la línea celular en una técnica de selección para el diseño y desarrollo de medicamentos de subunidades específicas.
El ácido gamma-amino butírico (GABA) es un neurotransmisor inhibidor principal en el sistema nervioso central. Media la inhibición sináptica rápida abriendo el canal cloruro intrínseco al receptor GABA_{A}. Este receptor comprende una proteína multimérica de 230-270 kDa de tamaño molecular con sitios de unión específicos para una diversidad de fármacos que incluyen benzodiazepinas, barbituratos y \beta-carbolinas, además de los sitios para el ligando agonista GABA (para revisiones véase MacDonald y Olsen, Ann. Rev. Neurosci, 1994, 17, 569; y Whiting y col., Int. Rev. Neurobiol., 1995, 38, 95).
Estudios biológicos moleculares demuestran que el receptor de compone de varios tipos distintos de subunidad, que se dividen en cuatro clases (\alpha, \beta, \gamma y \delta) basándose en similitudes de secuencias. Hasta la fecha, en los mamíferos, se han identificado seis tipos de subunidades \alpha (Schofield y col., Nature (London), 1987, 328, 221; Levitan y col., Nature (London), 1988, 335, 76; Ymer y col., EMBO J., 1989, 8, 1665; Pritchett & Seeberg, J. Neurochem., 1990, 54, 802; Luddens y col., Nature (London), 1990, 346, 648; y Khrestchatisky y col., Neuron, 1989, 3, 745), tres tipos de \beta (Ymer y col., EMBO J., 1989, 8, 1665), tres tipos de \gamma (Ymer y col., EMBO J., 1990, 9, 3261; Shivers y col., Neuron, 1989, 3, 327; y Knoflach et al, FEBS Lett., 1991, 293, 191) y una subunidad \delta (Shivers y col., Neuron, 1989, 3, 327). Más recientemente, se ha identificado un miembro adicional de los genes del receptor GABA, \varepsilon, (Davies y col., Nature, 1997, 385, 820). El polipéptido es de 506 aminoácidos de longitud y muestra la mayor identidad de secuencia de aminoácidos con la subunidad \gamma_{3} del receptor GABA_{A} (47%), aunque este grado de homología no es suficiente para que se clasifique como una cuarta subunidad \gamma.
La distribución diferencial de muchas de las subunidades se han caracterizado mediante hibridación in situ. (Shivers y col., Neuron, 1989, 3, 327; Wisden y col., J. Neurosci., 1992, 12, 1040; y Laurie y col., J. Neurosci, 1992, 12, 1063) y esto ha permitido que se especule qué subunidades, mediante su localización, podrían teóricamente existir en el mismo complejo receptor.
Diversas combinaciones de subunidades se han co-transfectados en células para identificar las combinaciones sintéticas de subunidades cuya farmacología es paralela a los receptores GABA_{A} auténticos in vivo (Pritchett y col., Science, 1989, 245, 1389; Pritchett y Seeberg, J. Neurochem., 1990, 54, 1802; Luddens y col., Nature (London), 1990, 346, 648; Hadingham y col., Mol. Pharmacol., 1993, 43, 970; y Hadingham y col., Mol. Pharmacol., 1993, 44, 1211). Este planteamiento revela que, además de una subunidad \alpha y \beta, o bien \gamma_{1} o \gamma_{2} (Pritchett y col., Nature (London), 1989, 338, 582; Ymer y col., EMBO J., 1990, 9, 3261; y Wafford y col., Mol. Pharmacol., 1993, 44, 437) o \gamma_{3} (Herb y col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 1433; Knoflach y col., FEBS Lett., 1991, 293, 191; y Wilson-Shaw y col., FEBS Lett., 1991, 284, 211) también se requiere generalmente para conferir sensibilidad a benzodiazepina, y que la farmacología de benzodiazepina del receptor expresado depende en gran medida de la identidad de las subunidades \alpha y \gamma presentes. Los receptores que contienen una subunidad \delta (es decir, \alpha\beta\delta) no parece que se unan a las benzodiazepinas (Shivers y col., Neuron, 1989, 3, 327; y Quirk y col., J. Biol. Chem., 1994, 269, 16020). Se han identificado combinaciones de subunidades que muestran el perfil farmacológico de un receptor de tipo BZ_{1} (\alpha_{1}\beta_{1}\gamma_{2}) y un tipo de receptor BZ_{2} (\alpha_{2}\beta_{1}\gamma_{2} o \alpha_{3}\beta_{1}\gamma_{2}, Pritchett y col., Nature (London), 1989, 338, 582), así como receptores GABA_{A} con una farmacología novedosa, \alpha_{5}\beta_{2}\gamma_{2} (Pritchett y Seeberg, J. Neurochem., 1990, 54, 1802), \alpha_{4}\beta_{2}\gamma_{2} (Wisden y col., FEBS Lett., 1991, 289, 227) y \alpha_{6}\beta_{2}\gamma_{2} (Luddens y col., Nature (London), 1990, 346, 648). La farmacología de estos receptores expresados parece similar a la de los identificados en el tejido cerebral mediante unión a radioligandos, y se han comenzado experimentos biológicos para determinar la composición de las subunidades de receptores GABA nativos (McKernan & Whiting, Tr. Neurosci., 1996, 19, 139). La estructura exacta de los receptores in vivo todavía no se ha aclarado definitivamente.
La presente invención se refiere a una nueva clase de subunidad del receptor GABA, de aquí en adelante denominada la subunidad teta (subunidad \theta).
La secuencia de nucleótidos para la presente subunidad teta, junto con su secuencia de aminoácidos deducida correspondiente a ella, se muestra en la figura 1 de los dibujos acompañantes.
La presente invención de acuerdo con lo anterior proporciona, en un primer aspecto, una molécula de ADN que codifica la subunidad teta del receptor GABA humano que comprende la secuencia mostrada en la figura 1.
En un aspecto alternativo, la presente invención proporciona una molécula de ADN que codifica la subunidad teta del receptor GABA humano que comprende la secuencia mostrada en la figura 2.
La secuenciación de las moléculas de ADNc novedosas de acuerdo con la invención pueden convenientemente llevarse a cabo mediante el procedimiento convencional descrito en el ejemplo 1 acompañante; o se puede realizar mediante técnicas de clonación molecular alternativas que se conocen bien en la técnica, tales como las descritas por Maniatis y col., en Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, New York, 2ª edición, 1989.
La presente invención además se refiere a un polipéptido de la subunidad teta de GABA que tiene la secuencia de aminoácidos deducida de la figura 1 o figura 2.
El polipéptido de la presente invención puede ser un polipéptido recombinante, un polipéptido natural o un polipéptido sintético, preferiblemente un polipéptido recombinante.
Las polipéptidos y moléculas de ADN de la presente invención se proporcionan preferiblemente en una forma aislada, y preferiblemente se purifican hasta homogeneidad.
El término "aislado" significa que el material se retira de su entorno original (por ejemplo, el ambiente natural si es de origen natural). Por ejemplo, se aísla una molécula de ADN o polipéptido de origen natural presente en un animal vivo no se aísla, pero la misma molécula de ADN o polipéptido, separada de alguno o todos los materiales coexistentes en el sistema natural. Tales moléculas de ADN pueden ser parte de un vector y/o tales moléculas de ADN o polipéptidos pueden ser parte de una composición, y sin embargo se aísla de manera que ese vector o composición no sea parte de su entorno natural.
En otro aspecto, la invención proporciona un vector de expresión recombinante que comprende la secuencia de nucleótidos de la subunidad teta del receptor GABA humano junto con secuencias adicionales capaces de dirigir la síntesis de dicha subunidad teta del receptor GABA humano en cultivos de células eucarióticas establemente cotransfectadas.
El término "vectores de expresión" como se usa en esta memoria descriptiva se refiere a secuencias de ADN que se requieren para la transcripción de copias clonadas de secuencias de ADN recombinante o genes y la traducción de sus ARNm en el huésped apropiado. Tales vectores se pueden usar para expresar genes eucarióticos en una diversidad de huéspedes tales como bacterias, algas azul-verdes, células de levaduras, células de insecto, células de plantas y células de animales. Los vectores diseñados específicamente permiten la transferencia de ADN entre células de bacterias-levaduras, bacterias-plantas o bacterias-animales. Un vector de expresión apropiadamente construido debe contener: un origen de replicación para la replicación autónoma en células de huéspedes, marcadores selectivos, un número limitado de sitios de enzimas de restricción, un número alto de copias, y fuertes promotores. Un promotor se define como una secuencia de ADN que dirige la RNA polimerasa para que se una a ADN e inicie la síntesis de ARN. Un promotor fuerte es uno que provoca que los ARNm se inicien a alta frecuencia. Los vectores de expresión pueden incluir, pero sin limitación a, vectores de clonación, vectores de clonación modificados, plásmidos o virus específicamente diseñados.
El término "vector de clonación" como se usa en esta memoria descriptiva se refiere a una molécula de ADN, usualmente un plásmido pequeño o ADN de bacteriófago capaz de auto-replicarse en un organismo huésped, y usado para introducir un fragmento de ADN foráneo en una célula huésped. El ADN foráneo combinado con el ADN vector constituye una molécula de ADN recombinante que se obtiene de la tecnología recombinante. Los vectores de clonación pueden incluir plásmidos, bacteriófagos, virus y cósmicos.
El vector de expresión recombinante de acuerdo con la invención se puede preparar insertando la secuencia de nucleótidos de la subunidad teta de GABA en un vector de expresión precursor adecuado (de aquí en adelante denominado "vector precursor") usando metodología de ADN recombinante convencional conocida en la técnica. El vector precursor se puede obtener comercialmente, o construir mediante técnicas convencionales de vectores de expresión conocidos. El vector precursor adecuadamente contiene un marcador de selección, típicamente un gen de resistencia a antibiótico, tal como el gen de resistencia a neomicina o amplicilina. El vector precursor preferiblemente contiene un gen de resistencia a neomicina, adyacente al ayuste temprano de SV40 y región de poliadenilación; un gen de resistencia a ampicilina; y un origen de replicación, por ejemplo, pBR322 ori. El vector también contiene preferiblemente un promotor inducible, tal como MMTV-LTR (inducible con dexametasona) o metalotionina (inducible con cinc), de manera que la transcripción se pueda controlar en la línea celular de esta invención. Esto reduce o evita cualquier problema de toxicidad en las células debido al canal de cloruro intrínseco al receptor GABA_{A}.
Un vector precursor adecuado es pMAMneo, disponible de laboratorios Clontech (Lee y col., Nature, 1981, 294, 228; y Sardet y col., Cell, 1989, 56, 271). Como alternativa el vector precursor pMSGneo se puede construir a partir de los vectores pMSG y pSV2neo.
El vector de expresión recombinante de la presente invención se produce después mediante clonación del ADNc de la subunidad teta del receptor GABA en el vector precursor adecuado. El ADNc de la subunidad del receptor se subclona a partir del vector en el que se alberga, y se liga en un sitio de enzima de restricción, por ejemplo, el sitio Hind III, en el poliengarce del vector precursor, por ejemplo pMAMneo o pMSGneo, mediante tecnología de clonación convencional conocida en la técnica, y en particular mediante técnicas análogas a las descritas en esta memoria descriptiva. Antes de esta subclonación, a menudo es ventajoso, con el fin de mejorar la expresión, modificar el extremo del ADNc de la subunidad teta con secuencias no traducidas en 5' adicionales, por ejemplo modificando el extremo 5' del ADN de la subunidad teta mediante la adición de secuencias de la región no traducida en 5' a partir del ADN de la subunidad \alpha1. Como alternativa, la expresión del ADNc de la subunidad teta se puede modificar mediante la inserción de una secuencia del epítope tag tal como c-myc.
De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una línea celular eucariótica establemente cotransfectada que comprende un vector que codifica la subunidad teta del receptor GABA humano como se muestra en la SEC ID Nº 2 ó 4 de dicha línea celular capaz de expresar un receptor GABA, dicho receptor comprende la subunidad del receptor teta, al menos una subunidad del receptor alfa y opcionalmente una o más subunidades beta, gama, delta, o epsilon.
Esto se logra cotransfectando células con vectores de expresión múltiples, cada uno albergando los ADNc que codifican una subunidad \alpha, \theta, y opcionalmente una o más subunidades \beta, \gamma, \delta, o \varepsilon del receptor GABA. Por lo tanto, en un aspecto adicional, la presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de una línea celular eucariótica capaz de expresar un receptor GABA, que comprende cotransfectar establemente una célula eucariótica con al menos dos vectores de expresión, uno de tales vectores albergando la secuencia de ADNc que codifica la subunidad del receptor GABA, y otro de tales vectores que alberga la secuencia de ADNc que codifica una subunidad alfa del receptor GABA. La línea celular estable que se establece expresa un receptor GABA \theta\alpha.
Por lo tanto, cada receptor expresado, que comprende una única combinación de subunidades \beta, \gamma, \delta o \varepsilon, se denominará de aquí en adelante "combinación de subunidades" del receptor GABA.
La expresión del receptor GABA se puede lograr mediante una diversidad de sistemas de expresión de promotores en una diversidad de deferentes células huéspedes. Las células huésped eucarióticas incluyen adecuadamente células de levaduras, de insecto y de mamíferos. Preferiblemente las células eucarióticas que pueden proporcionar el huésped para la expresión del receptor son células de mamíferos. Las células huésped adecuadas incluyen líneas de fibroblastos de roedores, por ejemplo Ltk^{-} de ratón. Células de ovario de hámster chino (CHO) y de riñón de cría de hámster (BHK); HeLa y HEK293. Es necesario incorporar al menos una subunidad \alpha, la subunidad \theta, y opcionalmente una o más subunidades seleccionadas entre \beta, \gamma, \delta o \varepsilon en la línea celular con el fin de producir el receptor requerido. Dentro de esta limitación, la elección de la combinación de las subunidades del receptor se realiza de acuerdo con el tipo de actividad o selectividad que se está seleccionado.
Con el fin de emplear esta invención más eficazmente para propósitos de selección, es preferible construir una genoteca de líneas celulares, cada una de las cuales con una combinación diferente de subunidades. Típicamente una genoteca de 5 ó 6 tipos de líneas celulares es conveniente para este propósito. Las combinaciones de subunidades preferidas incluyen: \alpha\theta\beta, \alpha\theta\gamma, \alpha\theta\delta, y \alpha\theta\varepsilon, y más especialmente \alpha_{1}\theta\gamma_{2}. Las combinaciones de subunidades preferidas adicionales incluyen \alpha\beta\theta\gamma y \alpha\beta\theta\varepsilon, y más especialmente \alpha_{2}\beta_{1}\theta\gamma_{1} y \alpha_{2}\beta_{3}\theta\gamma_{2}.
Después las células se cotransfectan con la combinación deseada de los vectores de expresión. Existen diversas técnicas comúnmente usadas para la transfección de células eucarióticas in vitro. La más comúnmente usada es la técnica de precipitación con fosfato de calcio de ADN (Bachetti y col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74, 1590-1594; Maitland y col., Cell, 1977, 14, 133-141), y representa una técnica favorable en el contexto de la presente invención.
Un pequeño porcentaje de las células huésped recoge la combinación de ADN. En un pequeño porcentaje de aquellas, el ADN se integrará en el cromosoma de la célula huésped. Debido a que un gen marcador de resistencia a antibiótico, tal como el gen de resistencia a neomicina o zeocina, se habrá incorporado es estas células huésped, se pueden seleccionar aislando los clones individuales que se desarrollarán en presencia del antibiótico elegido, por ejemplo, neomicina o zeocina. Después cada uno de tales clones se pueden ensayar para identificar aquellos que producirán el receptor. Este se puede lograr introduciendo la producción por ejemplo con dexametasona, y después detectando la presencia de receptor por medio de unión a radioligando.
Como alternativa, la expresión del receptor GABA se puede efectuar en huevos de Xenopus (véase, por ejemplo, Hadingham y col., Mol. Pharmacol., 1993, 44, 1211-1218). En resumen, los núcleos de oocitos aislados se inyectan directamente con tampón de inyección o agua estéril que contiene al menos una subunidad alfa, la subunidad teta, y opcionalmente una o más subunidades del receptor beta, gamma, delta o epsilon del receptor, modificada por ingeniería genética en un vector de expresión adecuado. Después de incuban los oocitos.
La expresión de las combinaciones de las subunidades en oocitos transfectados se pueden demostrar usando ensayo de patch-clamp. Este ensayo mide el flujo de carga dentro y fuera de un electrodo sellado sobre la superficie de la célula. El flujo de iones cloro que entran en la célula mediante el canal de calcio activado por GABA se mide como una función de la corriente que deja que la célula mantenga equilibrio eléctrico dentro de la célula a medida que se abre el orificio.
En un aspecto adicional, la presente invención proporciona preparaciones de proteínas de combinaciones de subunidades del receptor GABA que contienen la subunidad teta como se muestra en las SEC ID números 2 ó 4, especialmente las combinaciones de las subunidades del receptor GABA humano, obtenidas de cultivos de células eucarióticas establemente transfectadas que contienen la subunidad teta.
Las preparaciones de proteínas de las combinaciones de las subunidades del receptor GABA se pueden recuperar y purificar a partir de cultivos de células recombinantes mediante procedimientos que incluyen precipitación por sulfato de amonio o etanol, extracción con ácido, cromatografía de intercambio aniónico o catiónico, cromatografía en fosfocelulosa, cromatografía de interacción hidrófoba, cromatografía de afinidad, cromatografía en hidroxilapatita cromatografía en lectina. Se pueden usar etapas de replegamiento de proteínas, según sea necesario, completando la configuración de la proteína madura. Finalmente, cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) se puede emplear para las etapas de purificación final.
Los polipéptidos de la presente invención pueden ser un producto purificado de origen natural, o un producto de procedimientos de síntesis química, o producido mediante técnicas recombinantes a partir de un huésped procariótico o eucariótico (por ejemplo, mediante células de bacterias, de levaduras, de plantas superiores, de insectos y de mamíferos en cultivo). Dependiendo del huésped empleado en un procedimiento de producción recombinante, los polipéptidos de la presente invención pueden estar glucosilados o no glucosilados. Los polipéptidos de la invención también pueden incluir un resto de aminoácido metionina inicial.
El polipéptido de la subunidad teta de GABA de la presente invención también es útil para identificar otras sustancias del receptor GABA. Un ejemplo de un procedimiento para identificar estas subunidades comprende la inducción de antisueros policlonales de título alto contra polipéptidos teta de GABA expresados bacterianamente únicos. Estos antisueros policlonales se usan después para inmunoprecipitar los receptores GABA solubilizados en detergente a partir de un cerebro de mamífero, por ejemplo, un cerebro de rata.
La invención también proporciona preparaciones de membranas que contienen combinaciones de subunidades del receptor GABA que contiene la subunidad teta como se muestra en las SEC ID números 2 ó 4, especialmente combinaciones de las subunidades del receptor GABA humano, obtenidas de cultivos de células eucarióticas establemente trasnfectadas que contienen la subunidad teta.
La línea celular, y las preparaciones de membranas de la misma, de acuerdo con la presente invención tienen utilidad en la selección y diseño de fármacos que actúan sobre el receptor GABA, por ejemplo benzodiacepinas, barbituratos, \beta-carbolinas y neuroesteroides.
Los estudios de localización de receptores que usan hibridación in situ en cerebros de mono muestran que al subunidad teta tiene una localización restringida; residiendo principalmente en componentes del sistema límbico (implicado en emociones tales como furor, miedo, comportamientos sexuales de motivación y alimentación); septo medio, córtex cingulado, la amígdala y campos del hipocampo, en diversos campos del hipotálamo, y en regiones que se han asociado con la percepción de dolor; el córtex cingulado, córtex insular, u en el cerebro medio y estructuras de protuberancias anulares.
De acuerdo con lo anterior la presente invención proporciona el uso de líneas celulares cotransfectadas establemente descritas anteriormente, y las preparaciones de membranas derivadas de las mismas, en la selección de y diseño de medicamentos que actúan sobre los receptores GABA que comprenden la subunidad \theta. De particular interés en este contexto son las moléculas capaces de interaccionar selectivamente con receptores GABA hechos de combinaciones de subunidades variables. Como será fácilmente evidente, la línea celular de acuerdo con la presente invención, y la preparación de membranas derivadas de las mismas, proporciona sistemas ideales para el estudio de estructura. En particular, las selecciones preferidas son ensayos funcionales que utilizan las propiedades farmacológicas de las combinaciones de las subunidades del receptor GABA de la presente invención.
De este modo, de acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un procedimiento para determinar si un ligando, que no se conoce que sea capaz de unirse a un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta, se puede unir a un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta, que comprende poner en contacto una célula de mamífero que comprende las moléculas de ADN que codifican al menos una subunidad alfa del receptor, la subunidad teta del receptor, y opcionalmente una o mas subunidades beta, gamma, delta, o epsilon del receptor como se muestra en las SEC ID números 1 ó 3 con el ligando en las condiciones que permiten la unión de ligandos conocidos que se unen al receptor GABA_{A}, que detectan la presencia de cualquiera de los ligandos unidos al receptor GABA_{A} que comprende la subunidad teta, y por lo tanto determinado si el ligando se une al receptor GABA_{A} que comprende al subunidad teta. El ADN que codifica la subunidad teta en la célula tiene una secuencia que codifica la misma como la secuencia que codifica mostrada en la figura 1 ó figura 2. Preferiblemente, la célula de mamífero es no neuronal en origen. Un ejemplo de una célula de mamífero no neuronal es una célula de fibroblastos tal como una célula Ltk-. El procedimiento preferido para determinar si un ligando es capaz de unirse a un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta comprende poner en contacto una célula de mamífero no neuronal transfectada (es decir una célula que no expresa naturalmente ningún tipo de receptor GABA_{A}, y de este modo no solamente expresará tal receptor si se transfecta en la célula) que expresa un receptor GABA_{A} que comprende la subunidad teta sobre su superficie, o poner en contacto una preparación de membranas a partir de tal célula transfectada, con el ligando en condiciones que se sabe que prevalece, y de este modo se asocia con, unión in vivo de los ligandos a un receptor GABA_{A} que comprende al subunidad teta, que detecta la presencia de cualquiera de los ligandos que se están ensayando unido al receptor GABA_{A} que comprende al subunidad teta sobre la superficie de la célula, y por lo tanto determinado si el ligando se une a un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta. Este sistema de respuesta se puede basar en cambios de flujo de iones medidos, por ejemplo, mediante conteo por centelleo (donde el ion esta marcado radiactivamente) o mediante interacción del ion con un marcador fluorescente. Los iones particularmente adecuados son iones cloruro. Tal sistema huésped se aísla convenientemente a partir de líneas celulares preexistentes. Tal sistema de transfección proporciona un sistema de respuesta completo para investigación o ensayo de la actividad de receptores GABA_{A} humanos que comprende la subunidad teta con ligandos como se ha descrito anteriormente. Los sistemas de transfección son útiles como cultivos de células vivas para ensayos de unión competitiva entre fármacos conocidos o candidatos y ligandos que se unen al receptor y que están marcados por reactivos radiactivos, espectroscópicos u otros. Las preparaciones de membranas que contienen el receptor aislado de células transfectadas son útiles aprestos ensayos de unión competitiva. Un sistema de transfección constituye un "sistema de descubrimiento de fármacos" útil para la identificación de compuestos naturales o sintéticos con potencial para el desarrollo de fármacos que además se pueden modificar o usar directamente como compuestos terapéuticos para activar, inhibir o modular las funciones naturales de receptores GABA_{A} humanos que comprenden la subunidad teta. El sistema de transfección también es útil para determinar la afinidad y eficacia de fármacos conocido en sitios del receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta.
Esta invención también proporciona un procedimiento de selección de fármacos para identificar fármacos que actúan específicamente con, y se unen a, un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta sobre la superficie de una célula que comprende poner en contacto una célula de mamífero que comprende moléculas de ADN que codifican al menos una subunidad del receptor alfa, la subunidad teta del receptor, como se muestra en las SEC ID números 1 ó 3, y opcionalmente una o más subunidades beta, gamma, delta o epsilon del receptor sobre la superficie de la célula con una pluralidad de fármacos, que determina que aquellos fármacos se unan a la célula de mamífero, y por lo tanto identificando fármacos que específicamente interactúan con, y se unen a, receptores GABA_{A} humanos que comprenden la subunidad teta. El ADN que codifica las subunidades teta en la célula pueden tener una secuencia que sustancialmente codifica la misma como la secuencia codificadora mostrada en al figura 1 o figura 2. Preferiblemente, la célula de mamífero es no neuronal en origen. Un ejemplo de una célula no neuronal es una célula de fibroblasto tal como una célula Ltk-. Los fármacos candidatos se identifican eligiendo los compuestos químicos que se unen con alta afinidad a la proteína del receptor GABA_{A} expresado en células transfectadas, usando procedimientos de unión de radioligandos bien conocidos en la técnica. Los candidatos de fármacos también se seleccionan para selectividad identificando los compuestos que se unen con alta afinidad a una combinación de receptores GABA_{A} particular pero no se une con alta afinidad a cualquier otra combinación de receptores GABA_{A} o a cualquier otro sitio del receptor conocido. Debido a que los compuestos selectivos, con alta afinidad interactúan principalmente con el sitio del receptor GABA_{A} conocido después de la administración al paciente, las posibilidades de producción de un fármaco con efectos secundarios no deseados se minimizan mediante este planteamiento.
En las selecciones anteriores, la célula de mamífero puede, por ejemplo, comprender moléculas de ADN que codifican al menos una subunidad alfa del receptor, la subunidad teta, y opcionalmente una o más subunidades gama del receptor y opcionalmente una o más subunidades beta del receptor.
Más preferiblemente, en las selecciones anteriores, la célula de mamífero comprende moléculas de ADN que codifican al menos una subunidad alfa del receptor, al menos una subunidad gamma del receptor y la subunidad teta del receptor.
Los ligandos de candidatos de fármacos identificados anteriormente pueden ser agonistas o antagonistas en los receptores GABA_{A} humanos que comprenden la subunidad teta, o pueden ser agentes que modulan alostéricamente un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta. Estos ligandos o candidatos de fármacos identificados anteriormente se pueden emplear como agentes terapéuticos, por ejemplo, para la modulación de emociones tales como furor y miedo, de comportamientos sexuales y del apetito y percepción del dolor.
Los ligandos o candidatos de fármacos de la presente invención así identificados como agentes terapéuticos se pueden emplear en combinación con un vehículo farmacéutico adecuado. Tales composiciones comprenden una cantidad terapéuticamente eficaz del agonista o antagonista, y un vehículo o excipiente farmacéuticamente aceptable.
Preferiblemente las composiciones que contienen el ligando o candidato de fármaco se acuerdo con los procedimientos de la presente invención están en formas de dosificación unitaria tales como comprimidos, píldoras, cápsulas, obleas y similares. Adicionalmente, el agente terapéutico se puede presentar en forma de gránulos o polvos para formulación extratemporánea como soluciones o suspensiones de volumen definido. Alternativamente, el agente terapéutico se puede presentar en soluciones o suspensiones definidas de volumen de preparación fácil. Las formas preferidas son comprimidos y cápsulas.
Para preparar composiciones sólidas tales como comprimidos, el ingrediente activo principal se mezcla con un vehículo farmacéutico, por ejemplo, ingredientes de formulación de comprimidos convencionales tales como almidón de maíz, lactosa, sacarosa, sorbitol, talco, ácido esteárico, estearato de magnesio, fosfato dicálcico o gomas, y otros diluyentes farmacéuticos, por ejemplo agua, para formar una composición de preformulación sólida que contiene una mezcla homogénea de un compuesto de la presente invención, o una sal farmacéuticamente aceptable no tóxica de los mismos. Cuando se refiere a estas composiciones de preformulación como homogénea, significa que el ingrediente activo se dispersa uniformemente por toda la composición de manera que la composición se puede subdividir fácilmente en formas de dosificación unitarias igualmente eficaces tales como comprimidos, píldoras y cápsulas. Esta composición de preformulación sólida después se subdivide en formas de dosificación unitaria del tipo descrito anteriormente que contiene entre 0,1 y aproximadamente 500 mg del ingrediente activo de la presente invención. Los comprimidos o píldoras de la composición novedosa se pueden revestir o de otra manera combinar para proporcionar una forma de dosificación que produzca la ventaja de acción prolongada. Por ejemplo, el comprimido o píldora puede comprender un componente de dosificación interna y uno de dosificación externa, esta última estando en la forma de una envuelta sobre la anterior. Los dos componentes pueden estar separados por una capa entérica que sirve para resistir la disgregación en el estómago y permite que el componente interno pase intacto en el duodeno o se retrase en su liberación. Se pueden usar una diversidad de materiales que para tales capas entéricas o revestimientos, tales materiales incluyen numerosos ácidos poliméricos y mezclas de ácidos poliméricos con materiales tales como goma laca, alcohol cetílico y acetato de celulosa.
Las formas líquidas en las que las composiciones novedosas de la presente invención se pueden incorporar para administración por vía oral incluyen soluciones acuosas, jarabes aromatizados adecuadamente, suspensiones acuosas u oleosas, y emulsiones aromatizadas con aceites comestibles tales como aceite de semilla de algodón, aceite de sésamo, aceite de coco, aceite de cacahuete o aceite de soja, así como elixires y vehículos farmacéuticos similares. Los agentes de dispersión o de suspensión adecuados para las suspensiones acuosas incluyen gomas sintéticas y naturales tales como tragacanto, goma arábiga, alginato, dextrano, carboximetlcelulosa de sodio, metilcelulosa, polivinil-prrolidona o gelatina.
Las composiciones de la presente invención también se pueden administrar mediante la cavidad bucal usando la tecnología convencional, por ejemplo, obleas de absorción.
Las composiciones en la forma de comprimidos, píldoras, cápsulas u obleas para administración oral se prefieren particularmente.
Un nivel mínimo de dosificación mínimo para el ligando o candidato de fármaco identificado de acuerdo con los procedimientos de la presente invención es aproximadamente 0,05 mg al día, preferiblemente aproximadamente 0,5 mg al día y especialmente aproximadamente 2,5 mg al día. Un nivel máximo de dosificación para el ligando o candidato de fármaco es aproximadamente 3000 mg al día, preferiblemente aproximadamente 1500 mg al día y especialmente aproximadamente 500 mg al día. Los compuestos de administran en un régimen de 1 a 4 veces al día, preferiblemente una o dos veces al día, y especialmente una vez al día.
Se apreciará que la cantidad del agente terapéutico requerida para uso en terapia variará dependiendo no solamente de los compuestos o composiciones particulares seleccionados pero también con la vía de administración, la naturaleza de al afección, y por último estará a discreción del medico o farmacéutico del paciente.
Descripción de las figuras
Figura 1: secuencia de nucleótidos para la subunidad teta, junto con su secuencia de aminoácidos deducida correspondiente a ella. (SEC ID Nº 1 y SEC ID Nº 2, respectivamente).
Figura 2: secuencia de nucleótidos preferida para la subunidad teta, junto con su secuencia de aminoácidos deducida correspondiente a ella. (SEC ID Nº 3 y SEC ID Nº 4, respectivamente).
Figura 3: curvas dosis-respuesta de células HEK transfectadas transitoriamente con y sin los receptores GABA-A que contienen la subunidad \theta (\alpha_{2}\beta_{1}\theta\gamma_{1} y \alpha_{2}\beta_{1}\gamma_{1}).
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran la presente invención.
Ejemplo 1 Aislamiento y secuenciación de un ADNc que codifica la subunidad \theta del receptor GABA_{A} humano
La base de datos del Genbank se investigó con las secuencias de aminoácidos del polipéptido del receptor GABA_{A} que usa el algoritmo de investigación BLAST, y un número de secuencias homólogas identificadas. Una de éstas U47334 se investigó en más detalle. La U47334 contenía secuencias homólogas para separar el dominio extracelular amino terminal y el dominio de extensión TM4 de otras subunidades del receptor GABA_{A}, pero no parece que contengan ninguna secuencia homóloga a las regiones de extensión de estos dominios. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se realizó para determinar si el tamaño de la secuencia de U47334 era correcto, o era, por ejemplo, el resultado de un episodio de ayuste incorrecto. Para la PCR, se generaron un cebador de polaridad positiva (5' gcaaatgaagctgtggttc 3') (SEC ID Nº 5) y de polaridad negativa (5' caatgttgaacaacccaaag 3') (SEC ID Nº 6) a partir de la secuencia U47334, y se realizó la PCR usando condiciones habituales (Whiting y col., PNAS) usando ADNc de cerebro entero humano (Clontech) como molde. Después se realizó una segunda reacción de PCR usando cebadores encajados de polaridad positiva (5' gcctgagaccgaattttgg 3') (SEC.ID.Nº. 7) y de polaridad negativa (5' ggaaccgggaccacttgtc 3') (SEC ID.Nº. 8) generados a partir de la secuencia U47334, y usando los productos de la primera PCR como molde. Se obtuvo un único producto de la PCR de aproximadamente 1600 pares de bases sugiriendo que la secuencia U47334 representa un mensaje procesado incorrectamente. Este producto se secuenció directamente usando un secuenciador de ADN de Applied Biosystems 373 y química exterminadora de tintes.
Las secuencias de ADNc 5' y 3' de al secuencia U47334 se obtuvieron mediante PCR anclada en 5'-3'-PCR usando el kit de clonación de ADNc Maratón de cerebro humano (Clontech) según los protocolos del fabricante. Los cebadoers de polaridad negativa encajados (5' tagtccagggtcaagttc 3' 5' tagtatgctaagcgtgaatc 3') (SEC ID número. 9 y 10) y de polaridad positiva (5' gagtttgaggatagttgc 3' y 5' tgctccttcactgaaggg 3') (SEC ID números 11 y 12) se obtuvieron ambos de la secuencia U47334 y la secuencia de las amplificaciones por PCR iniciales.
Un ADNc de longitud completa se generó usando cebadores obtenidos de secuencias cadena abajo del ATG de iniciación (5' ccatgactcaagcttgccaccatgctgcgagccgcagtgatc 3', que incorpora un sitio HindIII) (SEC.ID.Nº 13) y en el 3' UT del producto de PCR anclado (5' tgaaaggagcacagcacagtgctcccg 3') (SEC.ID.Nº 14). El producto de PCR (1958 pares de bases) se clonó en pMOS (Amersham), se subclonó en pCDNAI Amp (Invitrogen), y se secuenció completamente sobre ambas hebras mediante el secuanciación anterior. El análisis de secuencia se realizó usando los programas de ordenador Inherit (Applied Biosystems), Sequencher (Genecodes), y Genetics Computer Group (Univ. Wisconsin).
La región que codifica 627 aminoácidos y tiene todos los motives estructurales esperados de una subunidad de los canales de calcio iónicos activados por ligando. La comparación con otras subunidades de los canales de calcio iónicos activados por ligando indica que es más similar a las subunidades del receptor GABA_{A}, siendo la más alta homología con la subunidad \beta_{1} (45% de identidad). Sin embargo, esta identidad de secuencia es suficientemente baja como para indicar que al nueva subunidad no se puede clasificar como una cuarta subunidad \beta, sino representa una clase novedosa de subunidad, clasificada como \theta, dentro de la familia de genes del receptor GABA.
Ejemplo 2 Localización de la subunidad \theta en cerebro de mono mediante hibridación in situ
Las sondas de oligonucleótidos de polaridad negativa para la secuencia de la subunidad \theta humana se generó en un sintetizador de ADN de Applied Biosystems Automated.
Sonda 1
5' CTG-CTT-CTT-GCA-CAC-CCT-TCT-CGC-CAT-GGT-GAA-GCA-TGG-GCT-TCC 3' (SEC ID Nº 15)
Sonda 2
5'TGT-CGC-CTA-GGC-TGG-CGC-CGA-GGT-CCT-CGA-CTG-TAG-AAA-AGA-TAG 3' (SEC ID Nº 16)
Cada oligonucleótido se marcó en el extremo 3'- con [^{35}S] 5'-(tiotrifosfato) de desoxiadenosina en una relación molar 30:1 de ^{35}S-isótopo:oligonucleótido usando deoxinucleotidil transferasa terminal durante 15 minutos a 37ºC en el tampón de reacción suministrado. El oligonucleótido marcado radiactivamente se separó de los nucleótidos no incorporados usando columnas giratorias Sephadex G50. Las actividades específicas de las sondas marcadas en varias reacciones de marcado variaban entre 1,2-2.3 x 10^{9} cpm/mg. Se retiraron cerebros de mono y se congelaron frescos en bloques de 1 cm. Se tomaron secciones de 12 \mum y se fijaron para hibridación in situ. La hibridación de las secciones se llevó a cabo de acuerdo con el procedimiento de Sirinathsingji y Dunnett (expresión de genes por formación de imágenes en injerto neural; Molecular Imaging in Neuroscience: A Practical Approach, N.A. Sharif (ed), Oxford University Press, Oxford, páginas 43-70, 1993). En resumen, se retiraron las secciones del alcohol, se secaron al aire y 3 x10^{5} cpm de cada sonda marcada con ^{35}S en 100 \mul de tampón de hibridación se aplicaron a cada portaobjeto. La sonda de "polaridad negativa" marcada también se usó en presencia de un exceso de concentración (100 x) de sonda de polaridad negativa no marcada para definir la hibridación no específica. Se colocaron cubreobjetos de Parafilm sobre las secciones que se incubaron durante toda una noche (aproximadamente 16 horas) a 37ºC. Después de la hibridación las secciones se lavaron durante 1 hora a 57ºC en 1 x SSC después se enjuagó brevemente en 0,1 x SSC, se deshidrataron en serie en alcoholes, se secaron al aire y se expusieron a película de rayos X Hyperfilm \betamax de Amersham y se evaluó la distribución relativa del ARNm para una diversidad de regiones del cerebro.
Se observó el ARM mensajero para la subunidad en los componentes del sistema límbico (implicado en emociones tales como furor, miedo, comportamientos sexuales de motivación y alimentación); septo medial, córtex cingulado, la amígdala y campos del hipocampo (giro dentado, CA3, CA2, CA2) y en diversos núcleos del hipotálamo (a menudo asociado al sistema límbico). El ARN mensajero también estaba presente en regiones que se habían asociado con la percepción del dolor; el córtex cingulado, córtex insular, y en cerebro medio y estructuras de protuberancia anular (por ejemplo, formación de la materia gris central y reticular).
Ejemplo 3 Localización de la subunidad \theta en cerebro de mono mediante transferencia de western e inmunocitouímica
Los anticuerpos para la subunidad teta de GABA_{A} humano se generaron mediante inyección subcutánea de conejos blancos de Nueva Zelanda con una proteína de fusión glutatión -S-transferasa (GST) constituida por residuos 353-595 de la gran región bucle citoplasmática de la subunidad teta. El ADN que codifica esta región se clonó en el vector de expresión bacteriana pGEX-2T (Pharmacia), transformada en células DH10B de E. coli (Life Technologies), y la expresión de la proteína de fusión se llevó a cabo usando los protocolos de Pharmacia. Las células bacterianas se incubaron sobre hielo en solución STE (NaCl 150 mM, Tris-HCl 10 mM pH 8, EDTA 1 mM) que contenía 100 \mug/ml de Lisozima durante 20 min antes de la adición de N-lauril sarcosina hasta 1,5% (p/v). La suspensión bacteriana se sonicó en hielo, y se retiró cualquier materia insoluble mediante centrifugación. Se añadió Triton X-100 hasta 3% (v/v) final y la proteína de fusión GST-fusión se purificó mediante cromatografía de afinidad sobre glutatión-agarosa. Las columnas se lavaron extensivamente con PBS y la proteína unida se eluyó con glutatión libre 20 mM en NaCl 150 mM, Tris-HCl 100 mM pH 9, EDTA 1 mM, Ditiotreitol 1 mM. La proteína eluida se concentró mediante precipitación con 5 volúmenes de acetona fría, se volvió a suspender en agua, y se almacenó a -70ºC hasta uso.
Para análisis de transferencia de Western se retiraron muestras de tejido y se diseccionaron sobre una placa de vidrio a 4ºC. El tejido se homogeneizó en Tris 50 mM, pH 7,5, que contenía PMSF 1 mM, pepstatin A 1 \muM. El homogenato se centrifugó (2000 X g) durante 10 minutos y el sobrenadante se centrifugó a 20,000 X g durante 45 minutos. El sedimento se volvió a suspender en Tris 50 mM y se volvió a centrifugar. El sedimento final se volvió a suspender en Tris 50 mM pH 7,4 que contenía inhibidores de proteasa y detergente (desoxicolato de Na:0,25%, NaCl 150 mM, EDTA 1 mM, PMSF 1 mM, pepstatina y leupeptina 1 \muM. Las preparaciones de membranas se separaron sobre un gel de Tris tricina poliacrilamida al 10% y se transfirió electroforéticamente a nitrocelulosa. La nitrocelulosa se bloqueó con lecha no grasa al 5% (marvel™)/PBS/Tween (0,5%) durante 1 hora a temperatura ambiente. El anticuerpo de la subunidad anti \theta se usó a una concentración de 1:500 preparada en PBS/Tween/leche a 4ºC durante toda una noche, se lavó y se incubó con anti-conejo IgG HRP unido (Amersham) a 1:1000 en PBS/Tween/leche durante una hora a temperatura ambiente. Los filtros se lavaron, se incubaron en ECL (Amersham) durante 1 minuto y se opusieron a la película. Una banda individual de aproximadamente 60-66 kDa se visualizó en tronco cerebral y membranas estradas, cerca del peso molecular predicho para la subunidad \theta de 68-74 kDa.
Para la localización de la subunidad \theta mediante inmunoquímica se anestesió profundamente un mono rhesus con cetamina y pentobarbitona de sodio y se perfusionó transcardialmente con solución salina, seguido de solución salina de formal al 10%. Se retiró el cerebro, se fijó posteriormente durante 24 horas, y se cortó en rodajas en bloques coronales, que después de deshidrataron a través de alcoholes graduados, se clarificaron y se embebieron en era de parafina. Se cortaron secciones coronales (8 \mum) sobre un microtomo Sledge básico y se montaron sobre portaobjetos de microscopio de vidrio. Las secciones se desparafinaron, se rehidrataron y se enjuagaron en solución salina tamponada con fosfato (PBS) 0,1 M. Con el fin de potenciar las secciones inmunorreactivas se sometieron a técnicas de recuperación de antígenos. En resumen, las secciones se colocaron en tampón citrato 0,1 M pH 6,0 y proporcionó estallidos de 5 minutos a potencia completa en un horno microondas convencional (800 W). Una vez aclaradas en PBS, las secciones se incubaron en suero de cabra normal al 5% en PBS, durante 1 hora para bloquear la tinción de fondo. Después las secciones se incubaron durante toda una noche a +4ºC en el anticuerpo policlonal de conejo de la subunidad anti \theta (diluido 1 : 1000 en tampón de bloqueo). La inmunorreactividad se visualizó usando el sistema Vector elite ™ (Vector laboratories, Peterborough, Reino Unido), seguido de desarrollo en diaminobencidina (DAB) (Sigma, Reino Unido). Las secciones se tiñeron por contraste en hematoxilina de Gill (Biomen, High Wycombe, Reino Unido), se deshidrató y se montó para examen microscópico. Para comparación, las muestras de inmersión en formalina al 10% se fijaron de tronco cerebral pert mortem se procesaron de manera idéntica. Se usaron secciones comparables para detectar la subunidad \theta y tirosina hidroxilasa (Institut Jacques Boy, Reims, Francia)inmunorreactividad mediante la aplicación de inmunoglobulina de cabra anti conejo marcada con ^{35}S 1 : 100 (Amersham Life Sciences, Reino Unido) durante 1 hora. Los portaobjetos se enjuagaron en agua destiladas, se deshidrataron con etanol al 95%, se secaron al aire y se expusieron a Amersham Hyperfilm \betamax. Las secciones usadas para la colocalización inmunofluoerscente de la subunidad \theta y tirosina hidoxilasa se trataron previamente de la misma manera, la inmunorreactividad de la subunidad anti \theta se detectó usando primeramente un anti conejo biotinilado; 1 : 200 (Laboratorios Vector) seguido de estreptavidina conjugada a FITC (Sigma, Reino Unido). El segundo suero policlonal de conejo, anti tirosina hidroxilasa, se visualizó de nuevo usando anti conejo biotinilado, se hizo reaccionar con estreptavidina conjugada a Cy3 (Sigma, Reino Unido). Las secciones se tiñeron por contraste con 33258 de Hoescht (0.5 \mug/ml). Para evitar cualquier reactividad cruzada de los sistemas de detección, se colocaron secciones en agua destilada en ebullición durante 5 minutos antes de la aplicación del segundo anticuerpo primario y su posterior detección. La distribución de la inmunorreactividad de la subunidad \theta en cerebro de mono reflejó la distribución del ARNm de \theta observada mediante estudio de hibridación in situ (ejemplo 2). Se observaron las neuronas marcadas de neuronas del hipotálamo y piramidales corticales. Se observó un marcado significativo de células en el tronco cerebral, incluyendo las áreas pars compacta de la sustancia negra, ventral y tegmental lateral, neuronas pigmentadas del locus coeruleus y población restringida dentro del rafe dorsal. También se observó el marcado de terminales celulares dentro del putamen caudado. La distribución se encontró que se parecía estrechamente a la distribución de la inmunorreactividad de la tirosina hidroxilasa, un marcador de neuronas catocolaminérgicas y sus procesos, se visualizaron mediante inmunorradiografía. Se confirmó la colocalización de las neuronas que contenían la subunidad \theta con tirosina hidroxilasa, usando inmunofluorescencia de combinación. La expresión de la subunidad \theta observada en tanto las neuronas catacolaminérgicas de pars compacta de la sustancia negra como locus coeruleus se sustanció adicionalmente en secciones de tronco cerebral post mortem humano.
Ejemplo 4 Construcción de una línea celular Ltk^{-} que expresa la subunidad teta del receptor
Una construcción quimérica de la subunidad teta se construyó en el vector de expresión de mamífero pcDNA3.1Zeo (Invitrogen) que consistía en las bases -224 a +99 del gen \alpha1 de GABA_{A}, una secuencia que codifica el epítope c-myc (residuos 410-419 del producto c-myc de oncogen humano), un sitio de clonación que codifica los aminoácidos asparagina-serina-glicina, y ADN que codifica los residuos 22-627 del producto génico de \theta de GABA_{A}. Esta construcción se linealizó y se transfectó el ADN en una población clonal de células Ltk^{-} de ratón que se había mostrado previamente que estaba establemente transfectada con las subunidades \alpha_{2}\beta_{1}\gamma_{1} del receptor GABA_{A} y separadamente una línea Ltk^{-} transfectada establemente con \alpha_{2}\beta_{3}\gamma_{2}. Las células resultantes se seleccionaron clonalmente con selección de Zeocina (100 \mug/ml), y se seleccionaron para verificar la integración y expresión estable de \alpha_{2}\beta_{1}\theta\gamma_{1} y \alpha_{2}\beta_{3}\theta\gamma_{2} respectivamente.
Ejemplo 5 PATCH-CLAMP de células enteras de células HEK 293 transfectadas transitoriamente con receptores GABA-A humanos
Se realizaron experimentos sobre células HEK 293 transfectadas transitoriamente con combinaciones de células HEK 293 transfectadas transitoriamente con combinaciones de ADNc humano \alpha2\beta1\gamma1, y \alpha2\beta1\theta\gamma1 (4 \mug de ADNc por cubreobjeto) usando precipitación con fosfato de calico (Chen y Okayama, 1988) como se ha descrito previamente (Hadingham y col., 1993). Los cubreobjetos que contenían las células en un cultivo monocapa se transfirieron a una cámara perspex sobre la fase de microscopio invertido Nikon Diaphot. Se perfundieron de manera continua células con una solución que contenía NaCl 124 mM, KCl 2 mM, CaCl_{2} 2 mM, MgCl_{2}1 mM, KH_{2}PO_{4}1,25 mM, NaHCO_{3} 25 mM, D-glucosa 11 mM, a pH 7,2, y se observaron usando óptica de contraste de fase. Se usaron pipetas patch con un diámetro de punta de 2 \mum y una resistencia de 4 M\Omega con vidrio de borosilicato y se llenaron con CsCl 130 mM, HEPES 10 mM, EGTA 10 mM, Mg^{+}-ATP 3 mM, pH ajustado hasta 7,3 con CsOH. Las células se sometieron a patch-clamp en modo de células enteras usando un amplificador de patch-clamp Axopatch 200 B. Se aplicaron soluciones de fármaco mediante un conjunto de doble pipeta de forma cilíndrica, controladas mediante un motor de velocidad gradual unido a un manipulador Prior, que permite un equilibrio rápido alrededor de la célula. Las concentraciones crecientes de GABA se aplicaron durante pulsos de 2 segundos con intervalos de 30 segundos entre aplicaciones. Se construyeron curvas concentración-respuesta no acumulativa para GABA. Las curvas se ajustaron usando un programa de ajuste por mínimos cuadrados no lineal a la ecuación f(x) = B_{MAX}/[1+(EC_{50}/x)^{n}] en la que x es la concentración del fármaco, CE_{50} es la concentración del fármaco que genera una respuesta semi-máxima y n es el coeficiente Hill. Las CE_{50} se analizaron mediante la prueba de t de student no apareada.
El valor de EC_{50} De GABA de las células HEK 293 que expresaban transitoriamente la combinación de las subunidades del receptor GABA_{A} \alpha_{2}\beta_{1}\theta\gamma_{1} es significativamente menor que la de las células HEK 293 que expresaban transitoriamente la combinación de subunidades del receptor GABA_{A} \alpha_{2}\beta_{1}\gamma_{1} (véase la Figura 3).
\alpha_{2}\beta_{1}\gamma_{1} \alpha_{2}\beta_{1}\theta\gamma_{1}
CEC_{50} 16,7 \pm 3,7 nM 62,7 \pm 6,7 nM*
Pendiente 1,6 \pm 0,2 1,5 \pm 0,1
* p < 0,001
(1) INFORMACIÓN GENERAL:
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(i)
SOLICITANTE:
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(A)
NOMBRE: Merck Sharp & Dohme Limited
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(B)
CALLE: Terlings Park, Eastwick Road
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(C)
CIUDAD: Harlow
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(D)
ESTADO: Essex
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(E)
PAÍS: Inglaterra
\vskip0.500000\baselineskip
(F)
CÓDIGO POSTAL (ZIP): CM20 2QR
\vskip0.500000\baselineskip
(G)
TELÉFONO: +44 1279 440175
\vskip0.500000\baselineskip
(H)
TELEFAX: +44 1279 440717
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TÍTULO DE LA INVENCIÓN: Subunidad teta humana del receptor GABA-A
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(iii)
NÚMERO DE SECUENCIAS: 16
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(iv)
FORMA LEGIBLE DE ORDENADOR:
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(A)
TIPO DE MEDIO: disquete
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(B)
ORDENADOR: IBM PC compatible
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(C)
SISTEMA OPERATIVO: PC-DOS / MS-DOS
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
SOFTWARE: PatentIn Release nº 1,0, versión nº 1.30 (EPO)
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 1:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 1884 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº: 1:
\vskip1.000000\baselineskip
1
2
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 2:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 627 aminoácidos
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: proteína
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 2:
\vskip1.000000\baselineskip
3
4
5
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 3:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 1884 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 3:
\vskip1.000000\baselineskip
6
7
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 4:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 627 aminoácidos
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: proteína
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 4:
\vskip1.000000\baselineskip
8
9
10
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 5:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 19 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 5:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
GCAAATGAAG CTGTGGTTC
\hfill
19
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 6:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 20 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 6:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
CAATGTTGAA CAACCCAAAG
\hfill
20
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 7:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 19 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 7:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
GCCTGAGACC GAATTTTGG
\hfill
19
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 8:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 19 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 8:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
GGAACCGGGA CCACTTGTC
\hfill
19
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 9:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 18 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 9:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
TAGTCCAGGG TCAAGTTC
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 10:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 20 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 10:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
TAGTATGCTA AGCGTAGAATC
\hfill
20
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 11:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 18 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 11:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
GAGTTTGAGG ATAGTTGC
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 12:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 18 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 12:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
TGCTCCTTCA CTGAAGGG
\hfill
18
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 13:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 42 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 13:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
CCATGACTCA AGCTTGACCAC CATGCTGCGA GCCGCAGTGA TC
\hfill
42
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 14:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 27 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 14:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
TGAAAGGAGC ACAGCACAGT GCTCCCG
\hfill
27
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 15:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 45 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 15:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
CTGCTTCTTG CACACCCTTC TCGCCATGGT GAAGCATGGG CTTCC
\hfill
45
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA SEC ID Nº 16:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 45 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TIPO DE HEBRA: sencilla
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: SEC ID Nº 16:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
TGTCGCCTAG GCTGGCGCCG AGGTCCTCGA CTGTAGAAAA GATAG
\hfill
45

Claims (13)

1. Una línea celular eucariótica, cotransfectada de manera estable que comprende un vector que codifica una subunidad teta del receptor GABA humano como se muestra en las SEC ID números 2 ó 4, dicha línea celular capaz de expresar un receptor GABA recombinante se muestra en las SEC ID números 2 ó 4, al menos una subunidad alfa del receptor y opcionalmente una o más subunidades del receptor seleccionadas entre las subunidades beta, gamma, delta y epsilon.
2. Una línea celular de acuerdo con la reivindicación 1 que es una línea celular de fibroblastos de roedores.
3. Un procedimiento para la preparación de una línea celular eucariótica capaz de expresar un receptor GABA, que comprende cotransfectar de manera estable una línea celular eucariótica con al menos dos vectores de expresión, uno de tales vectores albergando la secuencia de ADNc que codifica la subunidad teta del receptor GABA como se muestra en las SEC ID números 1 ó 3, otro de tales vectores albergando la secuencia de ADNc que codifica una subunidad alfa del receptor GABA, y opcionalmente uno o más vectores adicionales albergando la secuencia de ADNc que codifica una subunidad beta, gamma, delta o epsilon del receptor GABA.
4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 en la que la línea celular es una línea celular de fibroblastos de roedores.
5. Una molécula de ADN aislada que codifica la subunidad teta del receptor GABA humano que comprende la secuencia mostrada en la SEC ID Nº: 1 o SEC ID Nº: 3.
6. Un vector de expresión recombinante que comprende la secuencia de nucleótidos de la subunidad teta del receptor GABA humano mostrada en las SEC ID números 1 ó 3 junto con las secuencias adicionales capaces de dirigir la síntesis de dicha subunidad teta del receptor GABA humano en cultivos de células eucarióticas cotransfectadas de manera estable.
7. Una preparación de proteínas de una combinación de subunidades del receptor GABA recombinante que comprende una subunidad teta del receptor como se muestra en las SEC ID números 2 ó 4 obtenida de una línea celular de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2.
8. Una preparación de membranas que contiene combinaciones de subunidades del receptor GABA recombinante que comprende una subunidad teta del receptor como se muestra en las SEC ID números 2 ó 4 obtenida de una línea celular de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2.
9. Una preparación de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8 en la que la combinación de subunidades obtenida es la combinación de subunidades \alpha_{1}\theta\gamma_{2}, \alpha_{2}\beta_{1}\theta\gamma_{1} o \alpha_{2}\beta_{3}\theta\gamma_{2} del receptor GABA.
10. El uso de una célula de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 o una preparación de membranas obtenida de la misma de acuerdo con la reivindicación 8 en la selección de y diseño de medicamentos que actúan sobre un receptor GABA que comprende la subunidad teta.
11. Un procedimiento para determinar si un ligando, que no se conoce que sea capaz de unirse a un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta, se puede unir a un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta, que comprende poner en contacto una célula de mamífero que comprende las moléculas de ADN que codifican al menos una subunidad alfa del receptor, la subunidad teta del receptor, como se muestra en als SEC ID números 1 ó 3, y opcionalmente una o mas subunidades beta, gamma, delta, o epsilon del receptor con el ligando en las condiciones que permiten la unión de ligandos conocidos que se unen al receptor GABA_{A}, que detectan la presencia de cualquiera de los ligandos unidos al receptor GABA_{A} que comprende la subunidad teta, y por lo tanto determinado si el ligando se une al receptor GABA_{A} que comprende al subunidad teta.
12. Un procedimiento de selección de fármacos que interactúan específicamente con, y se unen a, un receptor GABA_{A} humano que comprende la subunidad teta sobre la superficie de una célula que comprende poner en contacto una célula de mamífero que comprende una molécula de ADN que codifica al menos una subunidad alfa del receptor, la subunidad teta del receptor, como se muestra en las SEC ID números 1 ó 3, y opcionalmente una o más subunidades beta, gamma, delta o epsilon del receptor, sobre la superficie de la célula con una pluralidad de fármacos, que determina que aquellos fármacos se unan a la célula de mamífero, y por lo tanto identificando fármacos que específicamente interactúan con, y se unen a, receptores GABA_{A} humanos que comprenden la subunidad teta.
13. Un polipéptido de la subunidad teta del receptor GABA aislado que tiene la secuencia de aminoácidos de la SEC ID Nº: 2 o SEC ID Nº: 4.
ES98917470T 1997-04-25 1998-04-24 Subunidad teta humana del receptor gaba-a. Expired - Lifetime ES2244057T3 (es)

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GB9708479 1997-04-25
GBGB9708479.2A GB9708479D0 (en) 1997-04-25 1997-04-25 Nucleic acids

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ID=10811405

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ES98917470T Expired - Lifetime ES2244057T3 (es) 1997-04-25 1998-04-24 Subunidad teta humana del receptor gaba-a.

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DE69830989D1 (de) 2005-09-01
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CA2287782A1 (en) 1998-11-05
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GB9708479D0 (en) 1997-06-18

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