ES2251977T3 - Diagnostico de riesgo de una persona de desarrollar retinopatia diabetica. - Google Patents

Diagnostico de riesgo de una persona de desarrollar retinopatia diabetica.

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ES2251977T3
ES2251977T3 ES00914228T ES00914228T ES2251977T3 ES 2251977 T3 ES2251977 T3 ES 2251977T3 ES 00914228 T ES00914228 T ES 00914228T ES 00914228 T ES00914228 T ES 00914228T ES 2251977 T3 ES2251977 T3 ES 2251977T3
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Abstract

Un método para diagnosticar la susceptibilidad de una persona diabética a tener un riesgo aumentado de desarrollo de retinopatía diabética, método que comprende determinar si dicho sujeto presenta un polimorfismo en la parte peptídica señal del preproNPY humano, polimorfismo que comprende la sustitución de la leucina de la posición 7 por prolina en la parte peptídica señal de dicho preproNPY, polimorfismo que es indicativo de un riesgo aumentado de desarrollo de retinopatía diabética.

Description

Diagnóstico del riesgo de una persona de desarrollar retinopatía diabética.
Campo del invento
Este invento se refiere a métodos para diagnosticar la susceptibilidad de una persona diabética a tener un riesgo aumentado de desarrollo de una retinopatía diabética. El invento se refiere además a métodos para el tratamiento de personas a las que se ha diagnosticado un riesgo aumentado de desarrollo de dicha enfermedad, con objeto de prevenir el desarrollo de dicha enfermedad. El invento concierne también a métodos para investigar o explorar productos farmacéuticos u objetos genéticos útiles en el tratamiento de dicha enfermedad, usando un modelo animal que incluye un animal transgénico.
Antecedentes del invento
El neuropéptido Y (NPY) es un miembro de la familia de los polipéptidos pancreáticos y un neuromodulador que es considerablemente secretado por neuronas de los sistemas nerviosos central y periférico, y es el péptido más abundante en el cerebro y el corazón (1-4). El NPY es el neuropéptido orexígeno más potente y puede ejercer una acción inhibidora tónica sobre la señal de saciedad mediada por leptina (2-3,5). El NPY estimula la secreción de insulina (6) y la absorción de glucosa provocada por insulina en ratas normales (7). Por contraste, la insulina y el factor II de crecimiento similar a la insulina suprimen la liberación hipotalámica de NPY (8). En modelos animales de obesidad y diabetes de tipo 2, una actividad potenciada de neuronas NPY debida a una resistencia hipotalámica de la inhibición de insulina puede contribuir a hiperfagia, gasto energético reducido y obesidad (9). Además, el NPY participa en el control sobre el eje hipotalámico-hipofisario-suprarrenal (100). En el sistema cardiovascular, el NPY es un vasoconstrictor, inhibe la liberación de norepinefrina y potencia la respuesta a norepinefrina (11). Es interesante que, en la diabetes experimental, se ha mostrado que las respuestas cardiorrespiratorias al NPY están alteradas (12-13). Además, el NPY puede tener propiedades angiogénicas (4) que podrían potenciar el desarrollo de aterosclerosis. Los muy difundidos efectos del NPY son mediados por diversos subtipos diferentes de receptores de NPY (14). Los inventores identificaron muy recientemente un polimorfismo de leucina7 a prolina7 (Leu7/Pro) bastante común (15). Se halló que este polimorfismo estaba asociado con niveles séricos significativamente mayores de colesterol LDL y total, particularmente en sujetos obesos, en dos poblaciones de estudio finesas y una holandesa independientes. Además, en una de estas poblaciones, los niveles de apolipoproteína B estaban elevados en sujetos no diabéticos con polimorfismo Leu7/Pro (15). Aunque no se conoce actualmente la ligazón bioquímica y fisiológica entre el metabolismo del colesterol y el NPY, el polimorfismo Leu7/Pro del gen NPY debería ser considerado como un nuevo marcador genético de los niveles elevados de colesterol en sujetos obesos.
En ``Archives of Ophthalmology'', 1.996, volumen 114, páginas 1079-1084, se sugiere que el nivel elevado de colesterol sérico está asociado con el riesgo de exudados duros, los cuales, a su vez, están asociados con la pérdida de visión de los pacientes diabéticos con retinopatía diabética. No se indica correlación alguna entre el polimorfismo del gen NPY y la retinopatía diabética.
Sumario del invento
De acuerdo con un aspecto, el invento trata de un método para diagnosticar la susceptibilidad de una persona diabética a tener un riesgo aumentado del desarrollo de una retinopatía diabética, método que comprende determinar si dicho sujeto presenta un polimorfismo en la parte peptídica señal del preproNPY humano, polimorfismo que comprende la sustitución de la leucina de la posición 7 por prolina en la parte peptídica señal de dicho preproNPY, polimorfismo que es indicativo de un riesgo aumentado del desarrollo de una retinopatía diabética.
De acuerdo con otro aspecto, el invento se refiere al uso de un agente destinado a modular la síntesis, la liberación o el metabolismo del NPY endógeno, o a interaccionar de un modo específico en sitios diana de NPY modulando los efectos de NPY con proteínas receptoras de NPY específicas, en la fabricación de una preparación farmacéutica para tratar a una persona diabética a la que se ha diagnosticado un riesgo aumentado del desarrollo de retinopatía diabética de acuerdo con la reivindicación 1, para la prevención del desarrollo de la retinopatía diabética, agente que es una molécula medicinal que interacciona específicamente con un receptor Y1-Y5, o un oligonucleótido antisentido complementario del mRNA del NPY mutado.
De acuerdo con un tercer aspecto, el invento se refiere al uso de un agente adecuado para uso en una específica terapia génica destinada a reparar la secuencia de NPY mutada, en que la mutación comprende la sustitución de la leucina de la posición 7 por prolina en la parte peptídica señal del preproNPY, en la fabricación de una preparación farmacéutica para tratar a una persona diabética a la que se ha diagnosticado un riesgo aumentado del desarrollo de retinopatía diabética de acuerdo con la reivindicación 1, para la prevención del desarrollo de la retinopatía diabé-
tica.
De acuerdo con un cuarto aspecto, el invento se refiere a un método para investigar o explorar productos farmacéuticos útiles en el tratamiento de la retinopatía diabética usando un modelo animal que incluye un animal transgénico, en el que el animal es un animal no humano, que lleva una secuencia de DNA humana que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica un prepro-neuropéptido Y (preproNPY) o una parte de la misma que codifica un péptido NPY humano maduro, en el que el aminoácido leucina de la posición 7 de la parte peptídica señal de dicho preproNPY i) está inalterado o ii) ha sido sustituido por prolina.
De acuerdo con un quinto aspecto, el invento se refiere a un método para investigar o explorar productos farmacéuticos útiles en el tratamiento de la retinopatía diabética usando un modelo animal que incluye un animal transgénico, en el que el animal es un animal no humano que lleva una secuencia de DNA que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica una secuencia de NPY de ratón por lo demás normal o una parte de la misma que codifica un péptido NPY maduro de ratón, pero en que la secuencia de nucleótidos que codifica el péptido señal de ratón está sustituida por una secuencia peptídica señal humana que codifica el péptido señal humano normal o mutado.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1a ilustra esquemáticamente la estructura molecular del gen NPY humano, el péptido preproNPY y el péptido NPY maduro;
La Figura 1b muestra la secuencia de nucleótidos del gen NPY humano. Las letras de caja alta indican secuencias exónicas y las letras de caja baja secuencias intrónicas. Entre paréntesis se indican los números de acceso del Genbank. La flecha muestra la posición en que la timidina (T) del gen normal está sustituida por citosina (C) para originar el gen mutante. La secuencia subrayada del exón 2 es la secuencia que codifica el péptido señal de 28 aminoácidos (el exón 1 es la ID. SEC. nº 1, el exón 2 es la ID. SEC. nº 2, el exón 3 es la ID. SEC. nº 3, y el exón 4 es la ID. SEC. nº 4); y
La Figura 1c muestra la secuencia de nucleótidos del mRNA de preproNPY humano (ID. SEC. nº 5, con la secuencia proteica expuesta en la ID. SEC. nº 6). La flecha muestra la posición en que la timidina (t) del mRNA normal está sustituida por citosina (c) para originar el mRNA mutante.
Descripción detallada del invento
El neuropéptido Y (NPY) es un neurotransmisor de 36 aminoácidos muy presente en los sistemas nerviosos central y periférico. El NPY ejerce múltiples acciones, las cuales controlan el equilibrio energético corporal y la función cardiovascular. Los inventores han demostrado recientemente que los sujetos que tienen Pro7 en el péptido señal de NPY presentan mayores niveles séricos de colesterol y apolipoproteína B en comparación con los individuos que tienen la secuencia peptídica señal de tipo silvestre (Leu7/Leu7). El presente invento se basa en un estudio sobre la asociación del polimorfismo de Leu7 a Pro del gen NPY con el grosor de la íntima-media (IMT; del inglés, intima-media-thickness) de la carótida común, evaluado por ultrasonografía transversal procedente del estudio de seguimiento de 10 años de pacientes a quienes se había diagnosticado recientemente diabetes de Tipo 2 (81 pacientes, 41 varones, 67,1 años de edad media) y de sujetos no diabéticos (105 sujetos, 48 varones, 65,5 años de edad media), a quienes se había determinado el genotipo relativo al polimorfismo Leu7Pro en el gen preproNPY. La frecuencia portadora de la sustitución Pro7 era 9,9% en los pacientes diabéticos y 14,3% en los sujetos testigo (p = 0,360). El IMT medio de la carótida común era 1,04 \pm 0,02 en los sujetos no diabéticos sin polimorfismo Leu7Pro y 1,14 \pm 0,04 mm en aquellos con él (p = 0,156), y 1,18 \pm 0,03 y 1,58 \pm 0,21 mm (p = 0,004), respectivamente, en los pacientes diabéticos. En el análisis de la covarianza del grupo entero, el IMT medio de la carótida común estaba independientemente asociado con el polimorfismo Leu7Pro (F = 5,165, p = 0,024). El modelo incluía edad, sexo, diabetes, enfermedad macrovascular clínica, hábito de fumar, presión sanguínea sistólica y colesterol-LDL. Además, los pacientes diabéticos que tenían Pro7 en preproNPY presentaban retinopatía diabética significativamente más a menudo (p = 0,04) en comparación con los pacientes con el genotipo Leu7/Leu7. El presente estudio indica que la presencia de sustitución Pro7 en el preproNPY está acusadamente asociada con una ateroesclerosis aumentada de carótida en sujetos diabéticos y no diabéticos, incluso después del ajuste relativo a factores de riesgo conocidos. Además, ésta es la primera evidencia de que Pro7 en el preproNPY aumenta el riesgo de que pacientes diabéticos de tipo 2 desarrollen una retinopatía diabética.
La secuencia de DNA o el péptido señal mutante o dicho péptido asociado con cualquier otro producto de escisión de preproNPY puede ser usado para la exploración de un sujeto con objeto de determinar si dicho sujeto es un portador de un gen NPY mutante.
La determinación puede ser llevada a cabo como un análisis de DNA de acuerdo con métodos bien conocidos, los cuales incluyen la secuenciación directa de DNA de los genes NPY normal y mutado, la multiplicación específica de alelo usando la reacción en cadena de la polimerasa (PCR; del inglés, polymerase chain reaction), que permite la detección de la secuencia de NPY normal o mutada, y la detección indirecta del gen NPY normal o mutado mediante diversos métodos de biología molecular que incluyen, por ejemplo, el método del polimorfismo de la conformación de las cadenas sencillas (SSCP; del inglés, single stranded conformation polymorphism)-PCR y la electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante (DGGE; del inglés, denaturing gradient gel electrophoresis). La determinación del gen NPY normal o mutado puede ser también realizada usando el método del polimorfismo de la longitud de los fragmentos de restricción (RFLP; del inglés, restriction fragment length polymorphism), el cual es particularmente adecuado para determinar el genotipo de un gran número de muestras.
La determinación puede ser llevada también a cabo a nivel del RNA analizando el RNA expresado a nivel tisular usando diversos métodos. Pueden diseñarse sondas específicas de alelo para la hibridación. La hibridación puede realizarse, por ejemplo, usando la transferencia Northern, el ensayo de protección frente a la RNasa o métodos de hibridación in situ. El RNA procedente del gen NPY normal o mutado puede ser también analizado convirtiendo primero el RNA tisular en cDNA y multiplicando luego el cDNA mediante un método de PCR específica de alelo y llevando a cabo el análisis como para DNA genómico, como se mencionó anteriormente.
Alternativamente, la determinación puede ser llevada a cabo como un inmunoensayo en que una muestra es puesta en contacto con un anticuerpo capaz de unirse al péptido señal o a dicho péptido asociado con cualquier otro producto de escisión de preproNPY.
Los anticuerpos pueden ser generados contra preproNPY normal o mutado o, más específicamente, contra la parte peptídica señal normal o mutada del NPY. La producción de anticuerpos puede realizarse in vivo en animales experimentales para obtener anticuerpos policlonales, o in vitro usando líneas celulares para obtener anticuerpos monoclonales.
Una persona diabética a la que se ha diagnosticado un riesgo aumentado del desarrollo de retinopatía diabética puede ser tratada para la prevención del desarrollo de dicha enfermedad al administrar a dicho sujeto una cantidad eficaz de un agente que contrarresta la influencia del gen NPY mutado. Esto puede realizarse mediante una específica terapia génica destinada a reparar la secuencia de NPY mutada, o mediante la administración de farmacoterapias que están destinadas a modular la síntesis, la liberación o el metabolismo del NPY endógeno, o a interaccionar de un modo específico en sitios diana de NPY modulando los efectos de NPY con proteínas receptoras de NPY específicas. Actualmente se han clonado y caracterizado cinco subtipos diferentes de receptores de NPY (receptores Y1-Y5) y se han sintetizado moléculas medicinales que interaccionan específicamente con estos receptores de NPY [L. Ny y L. Grundemar, Neuroscience Letters (1.997), 221 (2,3), 113-116]. La farmacoterapia descrita no sólo se limita a estos receptores o mecanismos mencionados, sino que abarca también otros receptores de NPY y mecanismos relacionados por descubrir que incluyan la secreción de NPY.
Contrarrestar la influencia del gen NPY mutado en un paciente usando una terapia antisentido o un cambio o reemplazo génico incluye la corrección específica de la mutación relacionada con la enfermedad o la inactivación, dirigida al sitio, del alelo mutante por recombinación homóloga.
La terapia antisentido se refiere a métodos destinados a alterar la traducción por medio de interacciones directas con RNA mensajero (mRNA) diana. Esto puede ser llevado a cabo aplicando un oligonucleótido específico, que forma pares de bases de Watson-Crick con el RNA mensajero cuya función se va a impedir. La inhibición de la expresión génica mediante un oligonucleótido antisentido depende de la capacidad del oligonucleótido antisentido para unirse a una secuencia de mRNA complementaria y evitar la traducción del mRNA. Utilizando una estrategia basada en oligonucleótidos (Giles et al., 1.995; Schwab et al., 1.994; Yoon et al., 1.996), es posible corregir una sola base mutante de un gen. Basta un oligonucleótido corto, de 7 u 8 bases, para obtener una actividad y una especificidad antisentido, las cuales dependen en gran medida de las secuencias flanqueadoras del RNA diana. Debería bastar la unión para activar una unión estable y una escisión mediada por RNasa H.
Los presentes inventores están contrarrestando la influencia del gen NPY mutado usando un pequeño oligonucleótido específico de alelo, el cual incluye la secuencia de la parte mutada: ...cga ct/cg ggg... (base mutada marcada en letra negrita). Esto puede ser llevado a cabo usando oligonucleótidos de diferentes longitudes, pero todos los cuales reconocen la secuencia de la base mutada. De acuerdo con la prevista estructura secundaria de los mRNAs de preproNPY (Figuras 1 y 2), la mejor secuencia diana es entre -9 y +2 bases a un lado y otro de la mutación, es decir, la secuencia que se dirige a 3'-ac aag cga ctg g-5'. Esta secuencia contiene "bulbos", los cuales son conocidos por potenciar la unión del oligonucleótido al mRNA diana.
Es posible usar oligonucleótidos no modificados, pero, para aumentar su estabilidad, resistencia a nucleasas y penetración en el núcleo, pueden usarse diversas modificaciones del oligonucleótido. Se ha sintetizado un número relativamente grande de pirimidinas modificadas, principalmente en puntos C-2, C-4, C-5 y C-6, pirimidinas que se han incorporado a nucleótidos. También pueden sintetizarse compuestos análogos de purina e incorporarse a oligonucleótidos. La posición 2' del resto de azúcar, el anillo de pentofuranosa, es sustituida con grupos metoxilo, propoxilo, O-alcoxilo o metoxietoxilo. Se ha construido un nueva cadena principal para oligonucleótidos en que que se sustituye el fosfato o la unidad de azúcar-fosfato, tales como oligonucleótidos-fosfotioato modificados con C-5 propinilpirimidina. También pueden usarse oligonucleótidos quiméricos con extremos 5' y 3' modificados con enlaces internucleótidos, tal como metilfosforotioato, fosfodiéster o metilfosfonato. Una técnica relativamente nueva se basa en oligonucleótidos LNA (ácido nucleico bloqueado; del inglés, locked nucleic acid) conformacionalmente restringidos y ácidos nucleicos peptídicos. Las ribozimas biodiseñadas son estructuralmente diferentes, pero su especificidad también depende del reconocimiento de la secuencia de mRNA específica.
Mediante las técnicas de reemplazo génico o cambio génico se inactiva la secuencia génica mutada y se introduce una corregida. Esto puede ser llevado a cabo transfectando un gen exógeno con la secuencia de codificación normal y bloqueando la secuencia de codificación mutante con un oligonucleótido antisentido. También podría usarse una técnica consistente sólo en introducir una secuencia normal corregida sin alterar la secuencia mutada. Esto podría usarse en células heterocigotas, es decir, células que llevan un alelo normal y un alelo mutado, para dar lugar a una sobrexpresión de alelos normales. También podrían tratarse células mutantes homocigotas para dar lugar a un efecto positivo dominante, es decir, el alelo normal se expresa en mayor grado que el alelo mutante.
La influencia de la secuencia de NPY mutada sobre la función del gen NPY puede ser investigada en animales transgénicos. Puede generarse un animal transgénico usando una metodología de recombinación homóloga específica. Tanto la secuencia normal como la mutada del péptido señal de NPY humano [o cualquier secuencia de DNA que comprenda una secuencia de nucleótidos que codifica un prepro-neuropéptido Y (preproNPY) o una parte de la misma que codifica la secuencia de aminoácidos del péptido NPY maduro humano o maduro de ratón, en el que i) el aminoácido leucina de la posición 7 de la parte peptídica señal de dicho preproNPY ha sido sustituido por prolina o ii) el aminoácido leucina de la posición 7 de la parte peptídica señal de dicho preproNPY está inalterado] se introducirán en la secuencia del gen NPY para reemplazar la secuencia peptídica señal endógena. Bajo estas condiciones, el gen NPY endógeno actúa por lo demás normalmente, pero la síntesis del preproNPY es regulada por la secuencia normal o mutada del péptido señal del NPY humano. Este modelo transgénico puede ser utilizado para investigar de una manera muy específica la importancia fisiológica del gen NPY mutado. Además proporcionará un modelo preclínico ideal para investigar y explorar nuevas moléculas medicinales, las cuales se crean para modificar la influencia del gen NPY mutado.
El invento se describe con mayor detalle mediante los experimentos siguientes.
Parte experimental
Modelo de estudio
Este estudio era una análisis transversal del examen de 10 años de una cohorte de pacientes con diabetes de Tipo 2 y sujetos testigo no diabéticos, seguido desde el momento del diagnóstico, como se describió previamente con detalle (16-22). En resumen, el estudio original comprendía 133 pacientes con diabetes de Tipo 2 recién diagnosticada, con una edad de 45 a 64 años, y 144 sujetos testigo no diabéticos aleatoriamente seleccionados del registro de la población. El estudio de referencia se llevó a cabo durante los años 1.979-81, y todos los sujetos fueron recogidos de una zona definida de Finlandia Oriental (16). Todos los sujetos fueron invitados a los exámenes de seguimiento de 5 y 10 años durante los años 1.985-86 (17) y 1.991-92 (18-19), respectivamente. Durante el seguimiento de 10 años murieron 36 (27%) pacientes diabéticos y ocho (6%) sujetos no diabéticos, principalmente a causa de enfermedades cardiovasculares (18). En el examen de 10 años, se llevaron a cabo exámenes ultrasonográficos de carótida (20-21) a 84 individuos (63%) de la población diabética original y 119 individuos (83%) de la población no diabética y se realizó un análisis genotípico a todos estos salvo a tres sujetos diabéticos y un sujeto no diabético. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Universidad de Kuopio.
Sujetos y métodos
Previamente (18-22) se han descrito con detalle la evaluación del historial médico y las enfermedades cardiovasculares, el uso de medicación, el hábito de fumar, la presión sanguínea, el índice de masa corporal (BMI; del inglés, body-mass index) y la relación entre las circunferencias de la cintura y la cadera. El grupo "enfermedad macrovascular" se refiere a sujetos con cualquier evidencia previamente definida de infarto de miocardio, accidente cerebrovascular o claudicación intermitente. Se llevó a cabo una prueba de tolerancia oral a la glucosa usando una dosis de glucosa de 75 g. La tolerancia alterada a la glucosa en los sujetos testigo fue clasificada de acuerdo con los criterios de la OMS (23). También se han presentado previamente (19-22) la recogida de muestras de sangre y la medición de lípidos y lipoproteínas séricas por métodos de ultracentrifugación y precipitación, apolipoproteína B, glucosa plasmática e insulina plasmática.
Análisis genotípico
El genotipo de preproNPY fue determinado por un investigador desconocedor del fenotipo, mediante un análisis del polimorfismo de la longitud de los fragmentos de restricción (RFLP) a partir de DNA extraído de la sangre periférica de los sujetos. En resumen, el polimorfismo aparece como una sustitución de timidina (1.128) a citosina (1.128) generando un sitio de restricción Bsi EI, el cual fue usado para determinar el genotipo de los sujetos en cuanto al polimorfismo Leu7Pro, como se describió previamente (15). Los productos de PCR fueron sometidos a digestión con Bsi EI (New England Biolabs, Inc., Beverley, Massachusetts, EE.UU.), y los productos de digestión fueron analizados por electroforesis en un gel de agarosa al 2%.
Evaluación de la aterosclerosis de carótida
El protocolo para formación de imágenes ultrasonográficas de alta resolución y modo B fue creado para asegurar la identificación válida y fiable de referencias de la arteria carótida y la definición de interfases de pared cercana y pared lejana, como se describió previamente con mayor detalle (20-21, 24). En resumen, la arteria carótida fue dividida en dos segmentos basándose en la anatomía y la geometría arteriales. Las características anatómicas esenciales que definían estos segmentos fueron el origen proximal del bulbo (bifurcación de la carótida) y la punta del divisor de flujo, el cual separa las arterias carótidas internas de las externas. En las imágenes arteriales longitudinales, las interfases media-adventicia y lumen-íntima sobre la pared lejana eran los límites anatómicos específicos que definían el IMT. Dos sonógrafos diplomados llevaron a cabo los exámenes ultrasónicos de carótida. Se usó un dispositivo ultrasónico Biosound Phase Two provisto de una sonda de matriz anular de 10 MHz. Los exámenes videograbados fueron cuantitativamente analizados en un laboratorio central usando un procedimiento de lectura asistido por ordenador (24-25). El máximo medio de la pared lejana fue usado bilateralmente como medición del IMT de la carótida común.
Métodos estadísticos
A priori, la hipótesis de los inventores era que los sujetos que tienen sustitución Pro7 en preproNPY tienen un mayor IMT medio en comparación con los sujetos que tienen preproNPY de tipo silvestre (Leu7/Leu7). Las asociaciones del polimorfismo Leu7Pro con variables continuas fueron calculadas usando la prueba t de Student y, para variables categorizadas, mediante la prueba de Chi cuadrado. La asociación del IMT de la carótida común con el polimorfismo Leu7Pro fue adicionalmente analizada mediante un análisis de la covarianza (ANCOVA) que controla los efectos de covariables seleccionadas. Las variables con distribución sesgada (por ejemplo, IMT de la carótida, insulina) fueron analizadas después de una transformación logarítmica. Un valor de p igual o menor que 0,05 fue considerado estadísticamente significativo. Todos los análisis estadísticos se llevaron a cabo con procedimientos de SPSS-Unix.
Resultados
La frecuencia de las frecuencias de alelo C1128 no era significativamente diferente entre los grupos no diabético (14,3%) y diabético (9,9%, p = 0,36). En las Tablas 1a-b se presentan las características de los sujetos no diabéticos y diabéticos para los grupos Leu7/Leu7 y Pro7/-. No se hallaron diferencias de edad, sexo, índice de masa corporal, relación de cintura a cadera, nivel de presión sanguínea ni frecuencia de enfermedad macrovascular entre los grupos genotípicos de los grupos no diabético y diabético. El nivel de colesterol-LDL era mayor en los sujetos no diabéticos con polimorfismo Leu7/Pro que en aquellos sin él (p = 0,05), como los inventores han comunicado previamente (15). Aunque los niveles de apolipoproteína B tendían a ser mayores en el grupo Pro7/- que en el grupo Leu7/Leu7, las diferencias no eran estadísticamente significativas. El estudio previo de los inventores incluía sólo sujetos delgados sin ninguna medicación de la que se supiera que afectaba al metabolismo del colesterol (como bloqueadores beta o diuréticos), del presente grupo no diabético (15). No se hallaron diferencias evidentes en otras lipoproteínas y resulta interesante que, en los pacientes diabéticos, no hubiera asociación con el colesterol sérico, ni siquiera cuando los sujetos fueron analizados de acuerdo con el índice de masa corporal mediano (datos no mostrados).
El IMT medio de la carótida común era aproximadamente 25% mayor en los pacientes diabéticos con alelo Pro7 que en aquellos sin él (p = 0,004), y el respectivo aumento de IMT era 9% en los sujetos no diabéticos (p = 0,156). En el análisis de la covarianza de ambos grupos combinados (Tabla 2), los elementos pronosticadores independientes del IMT de la carótida común eran la edad, el alelo Pro7, la diabetes, la presión sanguínea sistólica y la enfermedad macrovascular. Además, aquellos pacientes diabéticos que tenían la sustitución Pro7 en el preproNPY presentaban una frecuencia significativamente aumentada de retinopatía diabética (p = 0,04) cuando se comparaban con diabéticos con el genotipo Leu7/Leu7.
Discusión
Los presentes hallazgos basados en sujetos fineses no diabéticos y diabéticos de edad indican que el alelo Pro7 de preproNPY está intensamente asociado con aterosclerosis aumentada de carótida, y aún más acusadamente en pacientes diabéticos. Este hallazgo tiene importancia porque un aumento del grosor del IMT de las arterias carótidas aumenta de forma lineal el riesgo de procesos cardiovasculares incluso antes de manifestaciones clínicas de enfermedades cardiovasculares (26). Además, la presencia de polimorfismo Pro7 en el preproNPY estaba significativamente asociada con el índice de retinopatía diabética. El alelo Pro7 también estaba asociado con elevados niveles séricos de colesterol-LDL y apolipoproteína B en sujetos no diabéticos delgados (15), pero esto no se halló en pacientes diabéticos independientemente de su peso corporal.
La diabetes de Tipo 2 es un estado caracterizado por un riesgo notablemente aumentado de aterosclerosis, y, aunque factores de riesgo conocidos contribuyen en gran medida a la aparición de enfermedades macrovasculares diabéticas (27), queda sin explicar una gran proporción de esta carga vascular y está justificada la búsqueda de otros posibles contribuyentes ambientales, metabólicos y genéticos. En este estudio, los inventores muestran por vez primera que pacientes diabéticos con el alelo Pro7 tienen un mayor IMT de carótida que aquellos con el genotipo Leu7/Leu7. Aunque este hallazgo se basaba en un número limitado de sujetos, la falta de asociación del alelo Pro7 con otros factores de riesgo medidos en pacientes diabéticos hace el hallazgo más intrigante. Puesto que el grupo testigo no diabético incluía sujetos con tolerancia alterada a la glucosa, como se hace en cualquier estudio basado en poblaciones, y, por lo tanto, la tolerancia a la glucosa es de algún modo una variable continua en esta población de estudio, se combinaron los grupos con objeto de aumentar la potencia estadística del estudio para el análisis de la covarianza. En este análisis, la edad, la diabetes, la presión sanguínea sistólica y la enfermedad macrovascular clínica eran, como se comunicó previamente (21), poderosas variables explicativas del IMT de carótida. Es interesante resaltar que el efecto del genotipo de NPY permaneció estadísticamente significativo en este análisis. Otros factores de riesgo cardiovascular, salvo la insulina en ayunas en sujetos no diabéticos, no estaban asociados con el genotipo de NPY en ningún grupo. La mortalidad selectiva puede causar un sesgo en la interpretación, como en cualquier análisis transversal. Sin embargo, puesto que los niveles de colesterol-LDL fueron constantemente mayores durante el siguimiento completo de 10 años en los sujetos testigo no diabéticos delgados con el alelo Pro7 y, por otra parte, el efecto genotípico sobre el IMT de carótida era más acusado en pacientes diabéticos que presentaban una elevada mortalidad cardiovascular desde el momento del diagnóstico (18), es probable que este estudio subestime esta asociación.
¿Por qué podría entonces el NPY potenciar el desarrollo de aterosclerosis? En primer lugar, este efecto puede ser mediado por los efectos del genotipo de preproNPY sobre el metabolismo del colesterol-LDL (15). Sin embargo, este efecto es modulado por el peso corporal (15) y, como se dedujo del presente estudio, no se vio efecto alguno en los pacientes diabéticos de Tipo 2 a este respecto (un análisis más detallado de lipoproteínas evaluado transversal o longitudinalmente no proporcionó más ideas a este respecto). En segundo lugar, el NPY puede tener propiedades angiogénicas que podrían estar implicadas en el desarrollo de aterosclerosis. Se ha mostrado que el NPY actúa como un mitógeno del músculo liso (28) para estimular la fijación, la migración, la síntesis de DNA (29) y la formación de tubos capilares por células endoteliales humanas (4). Una proporción menor del nivel de NPY circulante procede de células endoteliales, y este NPY endotelialmente derivado puede actuar como un factor angiogénico autocrino incluso en concentraciones bajísimas (4). Por lo tanto, los sujetos con sustitución Pro7 en preproNPY pueden estar predispuestos a un engrosamiento aumentado de la pared arterial, visto como un engrosamiento aumentado de la íntima-media de las arterias carótidas, a causa de la función alterada del NPY endotelial. En tercer lugar, el NPY es un importante modulador del sistema nervioso autónomo. La mayoría del NPY circulante procede de las terminaciones de nervios simpáticos perivasculares, y el nivel de NPY está correlacionado con los de norepinefrina (30). Una disfunción nerviosa autónoma es un elemento pronosticador independiente de mortalidad cardiovascular en pacientes con diabetes de Tipo 2, como se demostró a partir de esta población de estudio (22). Los mecanismos presentes tras las enfermedades cardiovasculares y la disfunción nerviosa autónoma son especulativos, pero observaciones no publicadas de los inventores sugieren que la regulación autónoma cardiaca está alterada en los sujetos con dicha sustitución Pro7 en el preproNPY. Por lo tanto, los inventores sugieren que la aterosclerosis puede estar asociada con un gen o genes implicados en el desarrollo vascular, el metabolismo lipídico y la función nerviosa autónoma, y la variante génica de NPY recientemente hallada (15) es, a este respecto, la primera en que se ha mostrado una relación con la aterosclerosis acelerada.
En conclusión, estos resultados indican que la presencia de sustitución Pro7 en el preproNPY está asociada con aterosclerosis de carótida ultrasonográficamente evaluada, en sujetos fineses diabéticos y no diabéticos. Además, este estudio proporciona la primera evidencia de que la Pro7 en el preproNPY está también asociada con un índice aumentado de retinopatía diabética en pacientes con diabetes mellitus no dependiente de insulina (diabetes de Tipo 2), la cual podría ser una posible diana para el desarrollo de fármacos.
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Esquema 1
Estructura secundaria prevista del mRNA de preproNPY. El esquema muestra la estructura prevista del extremo 5' (bases 1 a 138) de la secuencia completa del mRNA de preproNPY, publicada en el Acceso nº K01911 de GenBank. La estructura secundaria fue prevista usando el programa MFOLD del Grupo Informático de Genética de la Universidad de Wisconsin.
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Esquema 2
Estructura secundaria prevista del mRNA de preproNPY. El esquema muestra la estructura prevista del extremo 5' (bases 1 a 138) de la secuencia completa del mRNA de preproNPY, publicada en el Acceso nº K01911 de GenBank. La estructura secundaria fue prevista usando el programa MFOLD del Grupo Informático de Genética de la Universidad de Wisconsin. La base mutada T a C es la base número 106.
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2
TABLA 1a Características clínicas de la población de estudio de acuerdo con el genotipo Leu7/Pro en sujetos no diabéticos
Característica Leu7/Leu7 n = 90 Pro7/- n = 15 Valor de p
Edad (años) 65,5 \pm 0,6 65,5 \pm 1,1 0,982
Sexo masculino (n, %) 43 (48) 5 (33) 0,298
Índice de masa corporal (kg/m^{2}) 27,8 \pm 0,5 28,4 \pm 1,2 0,611
Enfermedad macrovascular (n, %) 11 (12) 4 (27) 0,139
Historial de fumador (n, %) 23 (26) 5 (33) 0,528
Tratamiento para hipertensión (n, %) 26 (29) 6 (40) 0,387
Presión sanguínea sistólica (mm de Hg) 149 \pm 2 148 \pm 3 0,863
Presión sanguínea diastólica (mm de Hg) 85 \pm 1,1 85 \pm 3 0,847
Insulina sérica en ayunas (mU/l) 11,0 \pm 0,6 14,8 \pm 2,2 0,056
Tolerancia alterada a la glucosa (n, %) 11 (12) 1 (7) 0,531
Media del IMT de la carótida común (mm) 1,04 \pm 0,02 1,14 \pm 0,4 0,156
Apolipoproteína B sérica (mg/l) 1,04 \pm 0,03 1,12 \pm 0,08 0,285
Colesterol-HDL sérico (milimoles/l) 1,34 \pm 0,03 1,27 \pm 0,08 0,403
Colesterol-LDL sérico (milimoles/l) 4,11 \pm 0,09 4,61 \pm 0,30 0,05
Colesterol total sérico (milimoles/l) 6,29 \pm 0,11 6,72 \pm 0,37 0,153
Triglicéridos séricos (milimoles/l) 1,81 \pm 0,12 1,65 \pm 0,18 0,811
Relación de cintura a cadera 0,91 \pm 0,01 0,91 \pm 0,03 0,926
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TABLA 1b Características clínicas de la población de estudio de acuerdo con el genotipo Leu7/Pro en sujetos diabéticos
Característica Leu7/Leu7 n = 73 Pro7/- n = 8 Valor de p
Edad (años) 67,1 \pm 0,7 66,5 \pm 1,2 0,765
Sexo masculino (n, %) 36 (49) 5 (63) 0,479
Índice de masa corporal (kg/m^{2}) 29,4 \pm 0,6 27,6 \pm 4,1 0,344
Enfermedad macrovascular (n, %) 28 (38) 5 (63) 0,187
Historial de fumador (n, %) 25 (34) 2 (25) 0,598
Tratamiento para hipertensión (n, %) 40 (55) 5 (63) 0,677
Presión sanguínea sistólica (mm de Hg) 154 \pm 2,8 150 \pm 10,3 0,637
Presión sanguínea diastólica (mm de Hg) 84 \pm 2 87 \pm 4 0,482
Insulina sérica en ayunas (mU/l) 15,0 \pm 0,9 15,7 \pm 3,7 0,823
Media del IMT de la carótida común (mm) 1,18 \pm 0,03 1,58 \pm 0,21 0,004
Apolipoproteína B sérica (mg/l) 1,17 \pm 0,03 1,00 \pm 0,09 0,10
Colesterol-HDL sérico (milimoles/l) 1,11 \pm 0,03 1,27 \pm 0,12 0,142
Colesterol-LDL sérico (milimoles/l) 4,09 \pm 0,10 3,66 \pm 0,27 0,204
Colesterol total sérico (milimoles/l) 6,44 \pm 0,16 5,95 \pm 0,36 0,325
Triglicéridos séricos (milimoles/l) 2,62 \pm 0,22 2,09 \pm 0,34 0,455
Relación de cintura a cadera 0,94 \pm 0,01 0,98 \pm 0,03 0,222
TABLA 2 Análisis de la covarianza para ajustar el grosor medio de la íntima-media de la carótida a los efectos del polimorfismo Leu7/Pro y las covariables en la cohorte combinada
Factor de riesgo Valor de F Significación
Edad 7,744 0,006
Sexo 2,866 0,092
Diabetes 3,960 0,048
Leu7/Pro en NPY 5,165 0,024
Enfermedad macrovascular 4,278 0,040
Historial de fumador 2,225 0,138
Presión sanguínea sistólica 5,754 0,018
Colesterol-LDL 0,142 0,707
Interacción doble: diabetes X NPY Leu7/Pro, F = 0,174, p = 0,677
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<130> AP2617
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<140>
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<141>
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<150> US 09/291.994
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<151> 15-04-1.999
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<160> 6
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<170> PatentIn Ver. 2.0
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<210> 1
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<211> 325
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<212> DNa
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<213> Homo sapiens
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<400>1
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3
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<210> 2
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<211> 247
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<212> DNA
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<213> Homo sapiens
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<400> 2
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4
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<210> 3
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<211> 142
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<212> DNA
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<213> Homo sapiens
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<400> 3
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5
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<210> 4
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<211> 300
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<212> DNA
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<213> Homo sapiens
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<400> 4
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6
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<210> 5
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<211> 551
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<212> DNA
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<213> Homo sapiens
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<220>
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<221> CDS
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<222> (87)..(377)
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<220>
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<221> Péptido señal
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<222> (87)..(170)
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<400> 5
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7
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<210> 6
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<211> 97
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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<400> 6
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Claims (5)

1. Un método para diagnosticar la susceptibilidad de una persona diabética a tener un riesgo aumentado de desarrollo de retinopatía diabética, método que comprende determinar si dicho sujeto presenta un polimorfismo en la parte peptídica señal del preproNPY humano, polimorfismo que comprende la sustitución de la leucina de la posición 7 por prolina en la parte peptídica señal de dicho preproNPY, polimorfismo que es indicativo de un riesgo aumentado de desarrollo de retinopatía diabética.
2. Uso de un agente destinado a modular la síntesis, la liberación o el metabolismo del NPY endógeno, o a interaccionar de un modo específico en sitios diana de NPY modulando los efectos de NPY con proteínas receptoras de NPY específicas, en la fabricación de una preparación farmacéutica para tratar a una persona diabética a la que se ha diagnosticado un riesgo aumentado de desarrollo de retinopatía diabética de acuerdo con la reivindicación 1, para la prevención del desarrollo de la retinopatía diabética, agente que es una molécula medicinal que interacciona específicamente con un receptor Y1-Y5, o un oligonucleótido antisentido complementario del mRNA del NPY mutado.
3. Uso de un agente adecuado para uso en una específica terapia génica destinada a reparar la secuencia de NPY mutada, en que la mutación comprende la sustitución de la leucina de la posición 7 por prolina en la parte peptídica señal del preproNPY, en la fabricación de una preparación farmacéutica para tratar a una persona diabética a la que se ha diagnosticado un riesgo aumentado de desarrollo de retinopatía diabética de acuerdo con la reivindicación 1, para la prevención del desarrollo de la retinopatía diabética.
4. Un método para investigar o explorar productos farmacéuticos útiles en el tratamiento de la retinopatía diabética usando un modelo animal que incluye un animal transgénico, en el que el animal es un animal no humano, que lleva una secuencia de DNA humana que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica un prepro-neuropéptido Y (preproNPY) o una parte de la misma que codifica un péptido NPY humano maduro, en el que el aminoácido leucina de la posición 7 de la parte peptídica señal de dicho preproNPY i) está inalterado o ii) ha sido sustituido por prolina.
5. Un método para investigar o explorar productos farmacéuticos útiles en el tratamiento de la retinopatía diabética usando un modelo animal que incluye un animal transgénico, en el que el animal es un animal no humano, que lleva una secuencia de DNA que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica una secuencia de NPY de ratón por lo demás normal o una parte de la misma que codifica un péptido NPY maduro de ratón, pero en que la secuencia de nucleótidos que codifica el péptido señal de ratón está sustituida por una secuencia peptídica señal humana que codifica el péptido señal humano normal o mutado.
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