ES2282397T3 - Anticuerpos que modulan la interaccion upa/upar y usos de los mismos. - Google Patents
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Abstract
Anticuerpo contra un fragmento uPAR, en donde el fragmento uPAR se selecciona del grupo constituido por los péptidos 84-279, 85-279, 86-279 y 87-279, al que se hace referencia como secuencia de aminoácidos uPAR, caracterizado porque los anticuerpos - son incapaces de reconocer su-PAR intacta de longitud total y - no reconocen los fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenidos por escisión con quimotripsina.
Description
Anticuerpos que modulan la interacción uPA/uPAR
y usos de los mismos.
La presente invención proporciona métodos y
agentes útiles para la modulación de la función uPA/uPAR, que
pueden emplearse en el diagnóstico o la terapia de diversas
patologías, que incluyen infección de HIV, inflamación y cáncer.
El cuerpo humano responde a los estímulos
patógenos por producción local de moléculas inflamatorias
específicas y reclutamiento de células especializadas de la sangre
y los tejidos próximos. Esto ocurre en casi todas las enfermedades,
y contribuye en la mayoría de los casos a las defensas generales del
organismo. Sin embargo, algunas veces la reacción inflamatoria, o
la carencia de la misma, contribuyen también a la enfermedad
propiamente dicha. Neutrófilos,
monocitos-macrófagos, linfocitos, células
endoteliales y fibroblastos son atraídos por estímulos migratorios
específicos y acumulan una respuesta de defensa que causa la
destrucción y eliminación del agente u organismo de la enfermedad.
Una serie de entidades patológicas severas pueden adscribirse a
exceso o deficiencia de la respuesta de las células migratorias.
Por ejemplo, las inmunodeficiencias pueden estar causadas por un
fallo de las células inflamatorias en acudir con prontitud al sitio
lesionado o infectado. El reclutamiento de células en sí mismo, por
otra parte, puede causar patologías destructivas en las cuales las
células autólogas atacan y destruyen células y tejidos, como en
algunas enfermedades auto-inmunes. Sería
particularmente ventajoso poder conocer previamente tales
situaciones a fin de tomar precauciones especiales.
Un ejemplo especial entre las enfermedades es el
cáncer. En esta enfermedad, una deficiencia de las células
linfáticas del hospedador puede estar en la base de la carencia de
respuesta humoral o celular contra las células de cáncer
propiamente dichas, como sería de esperarse, dado que las células de
cáncer expresan antígenos muy peculiares. Por otra parte, las
células de cáncer tienen la capacidad particular de invadir los
tejidos próximos y producir metástasis a distancia; este proceso,
sin embargo, es debido no sólo a una propiedad de las células de
cáncer. De hecho, las células hospedadoras estromáticas no malignas
participan de hecho activamente en el establecimiento del fenotipo
maligno y por tanto el fenotipo destructor e invasivo. Si bien los
mecanismos implicados se desconocen todavía en gran parte, está
claro que una cooperación de las células estromáticas y las células
de cáncer es necesaria para el fenotipo maligno, y que las células
estromáticas responden a la vez a estímulos que proceden de
las células de cáncer y que señalan a las células de cáncer. El
bloque farmacológico del fenotipo invasivo del cáncer, debe basarse
por tanto en acciones sobre las células de cáncer y las células
estromáticas. Una vez más, sería particularmente ventajoso poder
conocer previamente las contribuciones específicas de cada tipo de
célula.
Otro ejemplo específico es el SIDA, una
enfermedad causada por HIV-1 y caracterizada por una
inmuno-deficiencia progresiva y grave y por una
serie de infecciones fatales, tumores, etc. resultantes, causados
por la inmuno-deficiencia propiamente dicha.
Finalmente, deben considerarse las enfermedades
infecciosas, dado que las bacterias extrañas reclutan neutrófilos y
monocitos/macrófagos al sitio de infección.
El activador del plasminógeno de tipo uroquinasa
(uPA) es una serina-proteasa que activa el
plasminógeno a plasmina, una serina-proteasa de
amplio espectro propiamente dicha. La plasmina es una proteasa
importante en la fibrinólisis, y su actividad parece ser necesaria
también en la curación de las heridas.
UPA se sintetiza como un precursor inactivo
(pro-uPA) que sufre activación proteolítica para dar
uPA. Pro-uPA (y uPA) se fijan con afinidad alta (Kd
de 0,1 nM) (Stoppelli, 1984; Vassalli, 1985) a un receptor
específico de la membrana plasmática (uPAR, CD87) que localiza su
actividad en la superficie celular, restringiendo así el área de
activación del plasminógeno (Stephens et al., 1989). La
molécula de uPA puede dividirse en dos fragmentos, dotado cada uno
de una actividad específica: el fragmento
amino-terminal (ATF) tiene la actividad de fijación
de receptores, y el fragmento carboxi-terminal
(denominado también uroquinasa de peso molecular bajo) tiene la
actividad proteolítica plena.
UPAR (Dano, 1990) es una molécula presente en la
superficie celular y formada por tres repeticiones, caracterizadas
por un patrón específico de disulfuros (véase Figura 1 para un
esquema). Las tres repeticiones, de aproximadamente 90 residuos
cada una, están conectadas por dos regiones enlazadoras y definen
dominios de proteína específicos. Se ha demostrado que el dominio
amino-terminal, D1, fija uPA directamente, aunque
otras áreas del receptor (como el dominio D3) son también
relevantes en el contacto con uPA. uPAR se fija a la superficie
celular con un ancla específica de glicosilfosfatidilinositol
(gpI), y por tanto carece de un resto
trans-membranal y un resto intracelular que sería
típico de otros receptores. Es importante (véase más adelante), que
la región enlazadora entre los dominios D1 y D2, contiene una
secuencia, AVTYSRSRYLEC, a la cual se ha mapeado un epítope
quimiotáctico (Blasi, 1997; Fazioli, 1997; Nguyen, 2000).
Además de fijar específicamente uPA, uPAR es
capaz de fijar también vitronectina, siendo capaz por tanto de
proporcionar un anclaje a las células cuando se extiende sobre
vitronectina (Deng et al., 1996;
Hoyer-Hansen, 1997; Sidenius, 2000; Waltz, 1994).
Adicionalmente, se ha comunicado que uPAR interacciona con otras
moléculas, como trombospondina (Higazi et al., 1996),
quininógeno (Coleman, et al., 1997), aunque con afinidad
menor. Entre éstas parecen ser importantes las interacciones con
integrinas (Simon, 2000; Tarui, 2000; Waltz, et al., 1997; Wei
et al., 1996; Xue et al., 1994; Xue et al.,
1997; Yebra et al., 1996). La interacción con integrinas
parece tener propiedades de señalización, dado que puede afectar a
la adhesión celular (Wei et al., 1996) y la migración
celular (Degryse, 1999; Degryse, 2001; Yebra et al., 1996).
Finalmente, se han consignado interacciones con otras proteínas de
la superficie celular como el receptor de
manosa-6-fosfato (Nykjaer, 1998) y
uPARAP (Behrendt, 2000).
En los últimos años se ha demostrado
convincentemente que uPAR es un receptor de señalización cuando está
activado por uPA. A este respecto, la actividad catalítica de uPA
en algunos casos no parece ser necesaria. La fijación de uPA a uPAR
induce migración celular, adhesión celular y proliferación (Blasi,
1997; Chapman, 1997; Ossowski, 2000). A. La migración celular
parece inducirse a niveles de expresión fisiológicos de uPAR,
mientras que la adhesión y la proliferación celulares parecen
requerir niveles altos de receptores, como los presentes en el
cáncer o en células transfectadas (Ossowski, 2000). En línea con
esta posibilidad, ratones que carecen de uPA o uPAR tienen un
fenotipo inmunodeficiente acusado debido a la carencia de migración
de varias células inflamatorias, y son incapaces de combatir la
infección por C. neoformans y P. aeruginosa (Gyetko,
1996; Gyetko, 2000). La actividad promotora de la migración de uPAR
requiere fijación de uPA y está mediada por un receptor sensible a
la toxina de la tos ferina y requiere la activación de una
tirosina-quinasa de la familia Src, y de ERKs
(Fazioli, 1997; Nguyen, 2000; Ossowski, 2000; Resnati, 1996). Las
propiedades de adhesión celular de uPAR están mediadas por una
interacción lateral con al menos algunas de las integrinas
acopladas con el citoesqueleto y están mediadas por caveolina (Wei
et al., 1996; Wei et al., 1999). Las propiedades de
proliferación, por otra parte, dependen de una incorporación
constitutiva de una \alpha4-integrina por uPAR,
dando como resultado la activación constitutiva de la ERK promotora
de la proliferación e inhibición de la MAP-quinasa
p38 inhibidora del crecimiento (Aguirre Ghiso et al., 1999;
Ossowski, 2000).
La uPA exógena induce quimiotaxis en una
diversidad de células (Boyle, 1987; Degryse, 1999; Fibbi, 1988;
Gudewicz, 1987; Gyetko, 1994; Nguyen, 2000; Resnati, 1996; Webb
et al., 2000). Estudios en profundidad han demostrado que la
fijación de uPA transforma uPAR en un ligando para una proteína de
la superficie celular que puede transducir su señal (Blasi, 1997).
Después de la fijación de u-PA, un epítope peptídico
de u-PAR, que está oculto por lo demás en el
contexto de la molécula, llega a la superficie de la molécula o se
hace disponible debido a la escisión de uPAR. El péptido tiene la
secuencia AVTYSRSRYLEC (Figura 1), y está localizado en la región
que enlaza el dominio D1 a D2 y que está dotada de actividad
quimiotáctica (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). Los fragmentos
recombinantes de u-PAR que contienen al menos la
secuencia SRSRY (uPAR "activada") inducen migración en las
células que carecen de uPAR (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). El epítope
quimiotáctico de uPAR se mantiene activo tanto si está situado en
el extremo terminal N como en el extremo terminal C de un fragmento
recombinante. De hecho, tanto el dominio D1-SRSRY
como el dominio SRSY D2-D3 son ambos
quimiotácticamente activos (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). Péptidos
sintéticos que contienen al menos la secuencia SRSRY pueden
sustituir eficazmente las interacciones uPA-uPAR o
la adición de fragmentos de uPAR exógenos activados (B. Degryse,
1999; Blasi, 1997; Fazioli, 1997).
Dado que uPAR carece de un dominio intracelular,
se ha sugerido un adaptador trans-membranal para
mediar los efectos de señalización de uPA/uPAR (Resnati, 1996). La
mejor evidencia de la existencia de un adaptador es el
descubrimiento de que las células que carecen de uPAR, una forma
soluble modificada de uPAR puede actuar directamente como
quimioatrayente. Se ha demostrado que una secuencia entre los
dominios D1 y D2 de uPAR es responsable de esta actividad. De
hecho, un péptido sintético correspondiente a esta región o el
fragmento de uPAR que transporta este péptido en el término amino
(denominado en lo sucesivo "D2D3_{88-278}")
tiene una actividad quimiotáctica muy fuerte y reproduce los
sucesos de señalización evocados por uPA (Blasi, 1997; Fazioli,
1997; Nguyen, 2000). La quimiotaxis inducida por uPA y
D2D3_{88-279} en monocitos de sangre periférica,
en células leucémicas precursores de mieloides
THP-1, células de cáncer y células de la musculatura
lisa es sensible a la toxina de la tos ferina e induce
fosforilación de Hck y
MEK. Los últimos son necesarios para actividad (Degryse, 2001; Nguyen, 2000; Resnati, 1996; Webb et al., 2000).
MEK. Los últimos son necesarios para actividad (Degryse, 2001; Nguyen, 2000; Resnati, 1996; Webb et al., 2000).
Hace largo tiempo que se sabe que
pro-uPA, uPA y uPAR están involucradas en la
patogénesis y malignidad del cáncer, y este conocimiento está
basado en: 1. uPA y uPAR se sobreexpresan casi constantemente en los
cánceres humanos y cánceres modelo (revisado en Ossowski, 2000). 2.
Varios enfoques han demostrado que la inhibición de la actividad de
uPA o de la fijación de uPAR reduce la invasividad de las células
tumorales en modelos murinos de cáncer in vivo, mientras que
su sobreexpresión aumenta la misma considerablemente (Crowley, 1993;
Min, 1996; Ossowski, 1991; Ossowski, 1988, Ossowski, 2000). 3.
Niveles altos de pro-uPA o uPAR en tejidos, suero u
orina son un marcador de pronóstico negativo importante en el cáncer
humano (Sier, 1998; Sier, 1999; Stephens, 1999).
Después de la estimulación celular,
u-PAR es expresado por los monocitos circulantes,
neutrófilos y linfocitos D, pero no por eritrocitos ni linfocitos B
(Bianchi et al., 1996; Todd, 1985). Adicionalmente,
u-PAR (CD87) es un gen diana en la activación de
linfocitos y macrófagos (Cao et al., 1995; Nykjaer, 1994). De
hecho, los monocitos y células semejantes a monocitos (como HL60,
U937) expresan u-PAR, o son inducidos a
sobreexpresar u-PAR por una diversidad de
citoquinas y otros agentes, como el éster de forbol PMA,
fitohemaglutinina, liposacárido bacteriano, TGF\beta1/vitamina
D3, GM-CSF, IFN \alpha, TNF \alpha, etc. En los
linfocitos T humanos, la estimulación del complejo TCR/CD3, el
tratamiento con linfoquinas IL2, IL4, IL7 o la activación
concomitante del receptor de las células T y la incorporación de
integrinas, inducen todos ellos la expresión de
u-PAR (Bianchi et al., 1996; Nykjaer, 1994).
Es también digno de mención que u-PAR es expresado
por linfocitos T infiltrantes de tumores y que la migración de
linfocitos T activados a través de las membranas basales
reconstituidas es dependiente, al menos en parte, de
u-PA y uPAR (Bianchi et al., 1996). Teniendo
en cuenta la importante contribución de las células estromáticas a
la invasividad del cáncer, es también importante subrayar que en
los tumores humanos una de las células que contribuye más que las
otras a la producción global de u-PAR es el
macrófago tumoral (Dano, 1994). Es muy importante que la expresión
de uPAR está regulada en sentido ascendente por la infección de
células con la espiroqueta Borrelia burgdorferi, el agente
etiológico de la enfermedad de Lyme, un patógeno que adquiere uPA
en su superficie adquiriendo por tanto propiedades invasivas.
Análogamente, la exposición de las células a Salmonella
typhimurium y Streptococcus pyogenes da como resultado la
regulación ascendente de uPAR (Coleman JL, 2001). La enfermedad de
Lyme se caracteriza por manifestaciones inflamatorias en la piel,
el corazón, el CNS y las articulaciones, dando como resultado el
deterioro tisular debido a la infiltración de células
inflamatorias, fundamentalmente monocitos/macrófagos. Es interesante
que el hexapéptido lipidado OspA de B. burgdorferi, así como
el liposacárido de S. typhimurium, y el ácido lipotecoico de
S. pyogenes eran capaces de inducir la liberación de suPAR
por las células humanas U937 (Coleman JL, 2001).
Hace largo tiempo que se sabe que uPA y uPAR
están implicadas en la inflamación. En primer lugar, ambas moléculas
están reguladas en sentido creciente por agentes inflamatorios,
tales como el lipopolisacárido de endotoxina o
IL1-\beta (Hasegawa, 1997). Además, uPA y uPAR
activan reacciones inflamatorias típicas tales como la migración
(Sitrin, 2000; Sitrin et al., 1999) y la liberación del anión
superóxido (Cao et al., 1995) en los neutrófilos. Se ha
demostrado aumento de uPA y uPAR en enfermedades con componentes
inflamatorios importantes tales como la enfermedad de Crohn
(Desreumaux, 1999), enfermedades inflamatorias de las articulaciones
(Cerinic, 1998; Del Rosso, 1999), artritis reumatoide (Braat, y
D.C., 2000; Slot, 2000; Slot, 1999) y la enfermedad de Lyme,
Coleman JL, 2001). Además, se ha demostrado en modelos murinos que
uPA y uPAR son componentes esenciales en la respuesta a
Pneumocistis carinii (Beck, 1999), en modelos de artritis
(Busso N, 1998), en varios aspectos vasculares de inflamación
(Carmeliet P, 1997) y en la inflamación peritoneal (May et
al., 1998). Finalmente, uPA/uPAR se expresan en la
diferenciación de células dendríticas y están reguladas en sentido
decreciente en las etapas finales de la diferenciación (Ferrero,
2000).
También en las células de cáncer, a pesar de que
u-PAR se expresa a menudo en las células
estromáticas, u-PA y u-PAR pueden
influir en la migración de las células cancerosas. La
"activación" de u-PAR en las células
estromáticas puede atraer células de cáncer por una acción semejante
a las quimioquinas. En este caso, u-PAR se
comportaría como una quimioquina de la superficie celular. De hecho,
las quimioquinas ancladas a una molécula de presentación presente
en la matriz extracelular pueden atraer otras células que tengan
receptores específicos (Premack, 1996). Dado que uPAR es en sí
misma una proteína de membrana, puede no requerir una molécula de
presentación.
En la sangre se encuentran muchos receptores.
U-PAR no es una excepción. Ha sido encontrada
primeramente en la sangre y el fluido ascítico de pacientes con
cáncer de ovario (Pedersen, 1993) y subsiguientemente en tejidos,
sangre o incluso orina de muchos otros tipos de cáncer, incluso
leucemias. En la mayoría de los casos, niveles elevados de
su-PAR liberada pueden estar relacionados con mal
pronóstico (Stephen, 1999). Asimismo, en otras enfermedades, el
nivel de su-PAR está incrementado en los tejidos o
la sangre: a saber, en la artritis reumatoide (Slot, 2000; Slot,
1999) y particularmente en el SIDA (véase más adelante). La
liberación de uPAR soluble se observó también después de la
infección de células con Borrelia burgdorferi, Salmonella
typhimurium y Streptococcus pyogenes (Coleman JL,
2001).
Pruebas múltiples ligan tanto uPA como uPAR con
el HIV y el SIDA. En primer lugar, la expresión de uPA y uPAR en
los linfocitos T y monocitos es modulada por la infección de HIV
(Speth, 1998) y uPAR es un antígeno de activación en las células T
y está incrementado en los pacientes de SIDA (Nykjær, 1994).
Finalmente, se ha demostrado que uPA puede escindir directamente el
gp120 viral en el bucle V, importante para la infección viral
(Handley, 1996).
Los autores de la presente invención han medido
recientemente el nivel de uPAR soluble (suPAR) en la sangre de una
cohorte extensa bien definida de individuos
HIV-positivos seleccionados antes de la introducción
de los regímenes terapéuticos anti-retrovirales
altamente activos. En esta cohorte, se encontró que el nivel de
suPAR es proporcional a la gravedad del estado de enfermedad (es
decir, individuos sero-positivos, frente a
inmuno-deficientes, frente a diagnosticados de SIDA)
y era un indicador extremadamente significativo de pronóstico
negativo (Sidenius, 2000). La significación de los niveles de suPAR
respecto al pronóstico era independiente de, y tan indicativa como
la disminución de los linfocitos T CD4^{+} o una viremia muy alta.
Se encontró que un nivel bajo de suPAR era un marcador de
pronóstico favorable incluso en pacientes con alta viremia y número
bajo de células CD4^{+}. Inversamente, un nivel elevado de suPAR
era un indicador negativo incluso en pacientes con células
CD4^{+} relativamente altas y viremia baja. La significación
estadística de estas correlaciones (Sidenius, 2000) sugiere que el
sistema uPA/uPAR puede intervenir de algún modo en la patogénesis
del SIDA.
Además de suPAR intacta (Sier, 1998), fragmentos
de su-PAR se encuentran a menudo en tejidos y líneas
de células de cáncer. Por su tamaño y por su reactividad con
anticuerpos, estos fragmentos corresponden a grandes rasgos a un
dominio D1 liberado o a un dominio
D2-más-D3 liberado o fijado a las
células (Hoyer-Hansen, 1997,
Hoyer-Hansen, 1992; Mustjoki, 2000; Solberg, 1994).
Además, estos fragmentos se encuentran también en el medio
acondicionado de, por ejemplo, células U937 y su abundancia
relativa respecto a su-PAR intacta parece estar
controlada (Sidenius, 2000).
El descubrimiento de que dichos fragmentos de
u-PAR que contienen en su término N o C el epítope
mínimo SRSRY tienen actividad quimiotáctica fuerte (Blasi, 1997;
Fazioli, 1997), demuestra que algunos de los fragmentos que se
producen in vivo pueden de hecho ser moléculas
u-PAR "activadas". Su producción en un tejido
dado puede cambiar profundamente el potencial migratorio de las
células presentes en dicho tejido. Por tanto, es muy importante
identificar si tales fragmentos de u-PAR in
vivo representan de hecho u-PAR "activada".
Tales fragmentos se han encontrado en suero o en tejidos a niveles
bajos en la orina de individuos normales (Sidenius, 2000) y a
niveles elevados en enfermedades tales como leucemia (sangre)
(Mustjoki, 2000) y cáncer (orina y tejidos, pero no en sangre)
(Sidenius, 2001), y pueden encontrarse posiblemente en muchos otros.
En individuos sanos, tales fragmentos no han sido encontrados nunca
en la sangre, y están presentes en cantidades muy bajas en sus
tejidos y orina. Sin embargo, la presencia del epítope quimiotáctico
en estos fragmentos no puede ser evaluada excepto por métodos
complejos que implican purificación y secuenciación de
proteínas.
u-PAR es muy resistente a las
proteasas con la excepción de la región enlazadora entre los
dominios D1 y D2
(Behrendt, 1991). Esta región puede ser escindida in vitro por varias proteasas. La escisión en esta región da como resultado la producción de dos fragmentos desiguales de u-PAR, uno que contiene el dominio D1, y el otro el dominio D2-más-D3. La naturaleza de la proteasa de escisión determinará si el epítope quimiotáctico se conserva en los fragmentos de u-PAR y en qué proporción del mismo (Figura 1). Por ejemplo, la quimotripsina escinde entre los residuos 87 y 88, dejando un fragmento D2-más-D3 con el término amino SRSRYLEC. Esta u-PAR "activada", cuando se prepara de forma soluble, tiene una actividad quimiotáctica muy fuerte sobre varias células y líneas de células (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). Asimismo uPA propiamente dicha escinde uPAR, en el residuo 84, produciendo un fragmento D2-más-D3 con una secuencia amino-terminal AVTYSRSRYLEC (Hoyer-Hansen, 1997; Hoyer-Hansen, 1992). De nuevo, este fragmento está dotado de una actividad quimiotáctica muy fuerte. El péptido sintético AVTYSRSRYLEC tiene también una actividad quimioatrayente extremadamente fuerte, tal como péptidos más cortos que contienen todavía la secuencia SRSRY (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). Alternativamente, enzimas semejantes a plasmina pueden destruir probablemente el epítope dado que las mismas escinden en ambos residuos 90 y 92, dentro de la región SRSRY (Resnati et al., 1996).
(Behrendt, 1991). Esta región puede ser escindida in vitro por varias proteasas. La escisión en esta región da como resultado la producción de dos fragmentos desiguales de u-PAR, uno que contiene el dominio D1, y el otro el dominio D2-más-D3. La naturaleza de la proteasa de escisión determinará si el epítope quimiotáctico se conserva en los fragmentos de u-PAR y en qué proporción del mismo (Figura 1). Por ejemplo, la quimotripsina escinde entre los residuos 87 y 88, dejando un fragmento D2-más-D3 con el término amino SRSRYLEC. Esta u-PAR "activada", cuando se prepara de forma soluble, tiene una actividad quimiotáctica muy fuerte sobre varias células y líneas de células (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). Asimismo uPA propiamente dicha escinde uPAR, en el residuo 84, produciendo un fragmento D2-más-D3 con una secuencia amino-terminal AVTYSRSRYLEC (Hoyer-Hansen, 1997; Hoyer-Hansen, 1992). De nuevo, este fragmento está dotado de una actividad quimiotáctica muy fuerte. El péptido sintético AVTYSRSRYLEC tiene también una actividad quimioatrayente extremadamente fuerte, tal como péptidos más cortos que contienen todavía la secuencia SRSRY (Blasi, 1997; Fazioli, 1997). Alternativamente, enzimas semejantes a plasmina pueden destruir probablemente el epítope dado que las mismas escinden en ambos residuos 90 y 92, dentro de la región SRSRY (Resnati et al., 1996).
El hecho de que se producen fragmentos de
u-PAR in vivo, y que su nivel está
incrementado en varias enfermedades, sugiere que los mismos pueden
ser parte de la enfermedad propiamente dicha. Por tanto, será
importante medir su nivel y su naturaleza molecular.
En un primer aspecto, la presente invención
concierne a un anticuerpo contra un fragmento de uPAR, en donde el
fragmento de u-PAR se selecciona del grupo
constituido por los péptidos 84-279,
85-279, 86-279 y
87-279, a los que se hace referencia como secuencia
de aminoácidos de uPAR, caracterizado porque los anticuerpos
- -
- son incapaces de reconocer su-PAR intacta de longitud total y
- -
- no reconocen fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenidos por escisión con quimotripsina.
En otro aspecto, la presente invención se
refiere a un anticuerpo contra un fragmento de uPAR, en donde
el
fragmento de uPAR se selecciona del grupo constituido por los péptidos AVTYSRSRYLEC, VTYSRSRYLEC,
TYSRSRYLEC, YSRSRYLEC, caracterizado porque los anticuerpos
fragmento de uPAR se selecciona del grupo constituido por los péptidos AVTYSRSRYLEC, VTYSRSRYLEC,
TYSRSRYLEC, YSRSRYLEC, caracterizado porque los anticuerpos
- -
- son incapaces de reconocer su-PAR intacta de longitud total y
- -
- no reconocen fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenidos por escisión con quimotripsina.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere al uso de los anticuerpos de acuerdo con la invención
para la fabricación de una composición farmacéutica para diagnóstico
y/o tratamiento de afecciones inflamatorias y/o cáncer.
\newpage
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere al uso de los anticuerpos de acuerdo con la invención
para la fabricación de una composición farmacéutica como agente de
diagnóstico para pronosticar el curso de afecciones inflamatorias,
enfermedades infecciosas y/o cáncer.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere al uso de los anticuerpos de acuerdo con la invención
para la fabricación de una composición farmacéutica como agente de
diagnóstico para pronosticar el curso del cáncer.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere a anticuerpos contra el receptor FPRL1/LXA4 para la
fabricación de un medicamento para diagnóstico y/o tratamiento de
afecciones inflamatorias y/o cáncer.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere al uso de anticuerpos contra el receptor FPRL1/LXA4 para
la fabricación de un medicamento para diagnóstico y/o tratamiento de
afecciones inflamatorias y/o cáncer.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere a un método para la determinación de uPAR activada a
partir de extractos de tejidos, fluidos biológicos, que
comprende:
- a)
- preparar una muestra de tejido, extracto de tejido, fluidos biológicos;
- b)
- poner en contacto la muestra con uno de los anticuerpos de las reivindicaciones 1-3;
- c)
- determinar la fijación específica del anticuerpo.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere al uso de pro-uPA, un derivado o
fragmento del mismo que retiene la fijación completa de uPAR, sin
el dominio carboxil-terminal de uPA que lleva la
actividad enzimática, para la preparación de un medicamento para el
tratamiento de la infección de HIV.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere a un método para el escrutinio de compuestos útiles para
el tratamiento de la infección por HIV, que comprende:
- a)
- seleccionar un compuesto capaz de modular la interacción pro-uPA/uPAR,
- b)
- poner en contacto dicho compuesto con un cultivo de células promonocíticas U1 en las cuales la producción de HIV se ha activado convenientemente,
- c)
- determinar cualesquiera variaciones de replicación del virus.
En otro aspecto adicional, la presente invención
se refiere a un método para la determinación de uPAR activada a
partir de tejidos, extractos de tejidos, fluidos biológicos, para el
diagnóstico de la infección por HIV, que comprende:
- a)
- preparar una muestra de tejido, extractos de tejido, fluidos biológicos;
- b)
- poner en contacto dicha muestra con un anticuerpo contra el péptido AVTYSRSRYLEC;
- c)
- determinar la fijación específica del anticuerpo.
La presente invención se refiere al efecto de
pro-uPA sobre la reactivación de
HIV-1 latente o sobre la infección y replicación de
HIV-1 en células humanas. Las células U1 albergan un
HIV-1 latente que puede ser reactivado por diversas
citoquinas. En estas células, la forma de proenzima
(pro-uPA) del activador del plasminógeno uroquinasa
(uPA) impide la reactivación de la replicación de HIV inducida por
PMA o TNF-alfa, y actúa sinérgicamente con
anticuerpos anti-TNF-alfa y con
TGF-beta en el bloqueo total de esta reactivación.
Adicionalmente, pro-uPA bloquea también la
entrada/infección de HIV en las células mononucleares de sangre
periférica (PBMC) sin afectar a la proliferación celular. De
acuerdo con estos resultados, se ha encontrado que los clones de
células U937 que sustentan una proliferación rápida y eficiente de
HIV después de la infección (clones "más") exhiben niveles
altos de uPAR. Por el contrario, otros clones que exhiben una
producción muy retardada e ineficiente de virus (clones
"menos") exhiben un nivel muy bajo de uPAR.
Pro-uPA puede utilizarse junto con otros fármacos
para bloquear la infección por HIV o su propagación.
Dado que uPAR carece de dominios
trans-membranales, no puede transmitir directamente
a la célula la señal emitida por la fijación de uPA. La
sensibilidad a la toxina de la tos ferina indica que está implicado
un receptor de siete dominios trans-membranales
acoplado a la proteína G. Para identificar este adaptador, los
autores de la invención han buscado una línea de células en la cual
introducir cDNAs de adaptadores candidato y ensayar su respuesta a
D2D3_{88-278} en la quimiotaxis. Una información
útil estaba disponible en la bibliografía, que ha enfocado la
atención de los inventores hacia los receptores para el péptido
quimiotáctico bacteriano fMLP. De hecho, se ha informado que la
quimiotaxis por fMLP requiere uPAR (Gyetko, 1994). La quimiotaxis
por fMLP es inducida por dos receptores de siete dominios
trans-membranales, uno de afinidad alta, FRP, y uno
de afinidad baja, FPRL1 (Prosnitz, 1997) (Murphy, 1996). El receptor
de afinidad baja FPRL1 se fija también específicamente a otros
ligandos como la lipoxina A4 (y por ello es denominado también LXAR)
(Gronert, 1998), amiloide A del suero (Su, 1999), la catelicidina
LL-37 (Yang et al., 1999), y varios péptidos
que incluyen algunos derivados de gp120 y gp41 de HIV (Chiang,
2000; Deng, 1999; Le, 1999). Es interesante que al parecer pueden
ser activados múltiples caminos de señalización por FRPL1/LXA4R,
dependiendo del ligando (Chiang, 2000).
Los inventores identifican aquí un receptor de
siete dominios transmembranales acoplado a la proteína G,
FPRL1/
LXA4R, como el mediador de la actividad quimiotáctica de uPAR. La inhibición de FPRL1/LXA4R reduce los efectos inflamatorios de uPA/uPAR. Por ello, FPRL1/LXA4R constituye una nueva diana para la terapia anti-inflamatoria. Dado de uPA/uPAR están implicados también en la migración de las células de cáncer, y por consiguiente en su invasividad y metástasis, FPRL1/LXA4R se convierte en una nueva diana para la terapia anti-metastásica. En todos estos casos, los inhibidores actuarían en un paso subsiguiente a la fijación de uPA a uPAR.
LXA4R, como el mediador de la actividad quimiotáctica de uPAR. La inhibición de FPRL1/LXA4R reduce los efectos inflamatorios de uPA/uPAR. Por ello, FPRL1/LXA4R constituye una nueva diana para la terapia anti-inflamatoria. Dado de uPA/uPAR están implicados también en la migración de las células de cáncer, y por consiguiente en su invasividad y metástasis, FPRL1/LXA4R se convierte en una nueva diana para la terapia anti-metastásica. En todos estos casos, los inhibidores actuarían en un paso subsiguiente a la fijación de uPA a uPAR.
La presente invención contempla también la
identificación de un primer inhibidor del mediador de membrana de
la actividad promotora de la migración de uPA/uPAR, es decir de
FPRL1/LXA4R. FPRL1/LXA4R puede fijar ligandos múltiples. Éstos
incluyen los péptidos de formilo (a concentraciones altas), la
lipoxina A4 y sus análogos, diversos péptidos de las proteínas
gp120 y gp41 de HIV, y proteínas que funcionan sin embargo por regla
general a concentraciones altas. Adicionalmente, este receptor fija
también un anticuerpo específico generado contra el péptido
ASWGGTPEERLK en el tercer dominio extracelular de FPRL1/LXA4R
(Fiore, 1995).
Los anticuerpos para el receptor FPRL1/LXA4R
bloquean específicamente la migración de los monocitos humanos
recién aislados o de las células leucémicas THP-1
inducida por ATF/uPA-pro-uPA y
mediada por la fijación de uPAR. Aquéllos inhiben también la
actividad quimiotáctica del fragmento "activado" de uPAR,
D2D3_{88-278}. Tales anticuerpos, en
composiciones farmacéuticas adecuadas, pueden utilizarse
específicamente para detener la migración celular en enfermedades
hiper-inflamatorias como enfermedad de Crohn, choque
séptico, artritis reumatoide, cáncer y SIDA.
Los anticuerpos policlonales generados contra la
secuencia quimiotácticamente activa AVTYSRSRYLEC reconocen
específicamente las formas escindidas ("activadas") de
u-PAR que contienen los residuos 84 y/o, 85 y/o 86,
y/o 87 en el término amino. Se encontró que los anticuerpos
generados por inyección del péptido AVTYSRSRYLEC en conejos son
incapaces de reconocer su-PAR intacta de longitud
total. Sin embargo, dichos anticuerpos identificaban formas
escindidas de D2-más-D3 que
contienen en sus términos N el AVTYSRSRYLEC, o VTYSRSRYLEC o
TYSRSRYLEC o YSRSRYLEC en el término amino. El antisuero no reconocía fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenido por escisión con quimotripsina. Se presenta también un ensayo ELISA capaz de cuantificar específicamente la concentración de D2-más-D3. Por esta razón, otros anticuerpos (tales como anticuerpos monoclonales) pueden generarse para identificar específicamente todos los fragmentos posibles de D2 más D3 relevantes para enfermedades humanas.
TYSRSRYLEC o YSRSRYLEC en el término amino. El antisuero no reconocía fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenido por escisión con quimotripsina. Se presenta también un ensayo ELISA capaz de cuantificar específicamente la concentración de D2-más-D3. Por esta razón, otros anticuerpos (tales como anticuerpos monoclonales) pueden generarse para identificar específicamente todos los fragmentos posibles de D2 más D3 relevantes para enfermedades humanas.
La presente invención proporciona un método para
identificar y cuantificar la presencia de formas activadas de
u-PAR, el receptor de u-PA, el
activador del plasminógeno de tipo uroquinasa. El método comprende
la producción de anticuerpos que identifican específicamente la
presencia en tejidos, en extractos, en fluidos biológicos de formas
naturales o recombinantes de u-PAR que contienen en
sus términos el péptido quimiotáctico de u-PAR. El
método comprende también el establecimiento de un ELISA (Ensayo de
Inmuno-Sorbente Unido a Enzima) para evaluar
cuantitativamente en términos absolutos o de porcentaje la presencia
de dichas formas de u-PAR. El uso de este método y
estos reactivos es importante en una diversidad de enfermedades
causadas por migración celular deficiente o excesiva, en las cuales
se requiere la producción de formas activadas de
u-PAR.
Figura 1.- Un esquema de la estructura de uPAR.
Ésta se compone de tres dominios, D1, D2 y D3. La región enlazadora
entre el dominio D1 y D2 comienza en Gly83. UPA puede escindir entre
los residuos Arg84 y Ala85, MMP-12 entre Thr86 y
Tyr87, quimotripsina entre Tyr87 y Ser88 y plasmina entre Arg89 y
Ser90. El dominio D3 está conectado a la superficie celular por un
ancla gpI.
Figura 2.- Pro-uPA y ATF, pero
no LMW uPA, inhiben la reactivación de HIV-1
inducida por PMA (10 nM) en células U1. SuPAR bloquea el efecto de
Pro-uPA. Pro-uPA y otros efectores
se añadieron en el tiempo cero.
Figura 3.- El efecto anti-HIV de
pro-uPA es invertido por los anticuerpos R3, R4 y R5
en células U1. Los datos se presentan como valor medio y STD de
muestras duplicadas recogidos para el pico de expresión de HIV (día
4), medido como actividad RT (cpm/\mul). a-TNP es
un control de isotipo coincidente.
Figura 4.- Pro-uPA inhibe la
reactivación de HIV-1 inducida por
TNF-alfa (1 ng/ml) en células U1 (A).
Pro-uPA y los anticuerpos
anti-TNF-alfa (1 \mug/ml) (B), o
pro-uPA (10 nM) y TGF-beta (5 ng/ml)
(C) actúan sinérgicamente en la inhibición de la reactivación de
HIV-1 inducida por PMA en células U1.
Pro-uPA y todos los restantes efectores se añadieron
en el tiempo cero.
Figura 5.- uPA no inhibe la reactivación de
HIV-1 inducida por IL-6 en células
U1. IL-6 se utilizó a 10 ng/ml.
Figura 6.- Pro-uPA tiene efectos
diferentes sobre la replicación de HIV-1 de ... (A),
... (B) o ... (C) humanos. La actividad de transcriptasa inversa
(RT, cpm/\mul) se midió cada 3-4 días durante un
total de 20-25 días.
Figura 7.- Pro-uPA no tiene
efecto alguno sobre la incorporación celular de timidina (expresada
en % del control, es decir células que no recibieron
pro-uPA). Los datos están separados para ... (A),
... (B) o ... (C).
Figura 8A.- La capacidad de
HIV-1 para replicarse en clones diferentes de
células U937 está correlacionada con el nivel de expresión de uPAR,
como se mide por ELISA. Los clones "más" (+) son aquéllos que
se replican muy eficiente y rápidamente (2-3
semanas). Los clones "menos" (-) se replican muy ineficiente y
lentamente (6 a siete semanas). PMA, cuando se utilizó, fue a 10
nM.
Figura 8B.- Análisis por
inmuno-transferencia de extractos de clones de
células U937 sin tratar o tratadas con PMA (10 nM). cSB y c10 son
clones "más" (replicación alta de HIV-1). c12 y
c34 son clones "menos" (baja eficiencia de replicación).
Figura 9.- Identificación del adaptador de uPAR.
A. Efecto del anticuerpo vs. péptido 3 (dilución 1 a 100) sobre la
migración promovida por D2D3_{88-278} en células
THP-1 humanas. B. Experimentos de desensibilización
con fMLP. Los quimio-atrayentes se utilizaron a las
concentraciones indicadas.
Figura 10.- D2D3 estimula la quimiotaxis de
HEK223 únicamente cuando los mismos son transfectados con el cDNA de
FPRL1/LXA4R. D2D3_{88-278} se obtuvo por escisión
de suPAR de longitud total con quimotripsina, y purificación del
fragmento.
Figura 11.- Análisis por
inmuno-transferencia de uPAR murino. En macrófagos
peritoneales de ratones de tipo salvaje (pista 1), uPAR está
presente en la forma de longitud total (36 kD) y en la forma D2D3
escindida (26 kD). En ratones deficientes en uPA, pistas 2 y 3), la
forma de 26 kD está ausente. La ausencia de bandas en los macrófagos
de los ratones deficientes en uPAR (pistas 4 y 5) demuestra la
especificidad de los anticuerpos.
Figura 12.- Esquema de activación de la
migración a lo largo de uPA/uPAR. uPA se fija a uPAR y escinde la
misma en la región del enlazador D1-D2. La uPAR
"activada" fija luego el FPLR1/LXA4R que transduce
intracelularmente su señal migratoria.
Figura 13.- La quimiotaxis inducida por D2D3 en
los monocitos es bloqueada específicamente por anticuerpos que
reconocen específicamente FPRL1/LXA4R. Los monocitos de sangre
periférica humana no se estimularon, o se estimularon con
D2D3_{88-278} a dos concentraciones o
MCP-1 a 2 nM (véase esquema). no = sin anticuerpos.
N.I. = suero no inmune. \alpha-FPRL1 = anticuerpos
anti-FPRL1.
Figura 14.- Los anticuerpos
anti-FPRL1/LXA4R inhiben específicamente la
quimiotaxis inducida por ATF. El anticuerpo se diluyó en relación
1:20, pero actúa del mismo modo también a 1:100.
Figura 15.- Uso del anticuerpo
anti-péptido 3 para identificar fragmentos de uPAR
activados específicamente. Los fragmentos de suPAR humano de
longitud total y D2D3 con términos amino diferentes se corrieron en
SDS-PAGE, se sometieron a transferencia y se
ensayaron con dos antisueros diferentes. D2D3(88) es el
fragmento generado por escisión de suPAR con quimotripsina.
D2D3(84)FLAG y D2D3(92)FLAG se han
generado por tecnología de DNA recombinante y contienen también un
epítope FLAG carboxi-terminal.
Figura 16.- Ensayo de
Inmuno-Sorbente Unido a Enzima (ELISA) de fragmentos
suPAR y D2D3 con términos amino diferentes. SuPARcutCT es una
preparación de D2D3 obtenida por escisión de suPAR con quimotripsina
y purificación (es decir el término en el residuo 89). SuPARcutMMP12
es un fragmento D2D3 obtenido por escisión con
MMP-12 y purificación.
Las células infectadas con HIV latente
proporcionan una población celular resistente a la terapia con
anti-retrovirales y representan el mecanismo para
la persistencia de HIV durante toda la vida (Finzi et al.,
1989). La línea de células promonocíticas U937 es uno de los
modelos más utilizados para estudios acerca de la infección por HIV
in vitro. Dicha línea exhibe a la vez CD4 y CXCR4 y, por
tanto, puede ser infectada por virus X4. A partir de esta línea de
células se ha derivado la línea de células infectadas crónicamente
designada "U1", que contienen dos copias de provirus
integrados, y que se utiliza extensamente como modelo de latencia y
reactivación virales (Folks et al., 1988). La línea de
células promocíticas U1 es uno de los modelos más concienzudamente
caracterizados de latencia post-integración. La
misma se obtuvo de una población de células U937 que sobrevivieron
al efecto citopático de infección aguda por
HIV-1_{LAI/IIIB} (X4), y contiene dos copias de
provirus integrados (Folks et al., 1987; Folks et
al., 1988). En ausencia de estimulación, las células U1 expresan
niveles bajos del transcrito de HIV-1 de 2 kb
cortado y empalmado múltiples veces (Butera et al., 1994) que
codifica las proteínas reguladoras Tat, Rev y Nef (Pomerantz et
al., 1990). Varios estudios han demostrado posteriormente que el
estado de latencia relativa en las células U1 es una consecuencia
de la función deficiente de Tat (Cannon et al., 1994;
Emiliani et al., 1996). Niveles altos de producción de virus
pueden ser inducidos rápidamente por estimulación de las células U1
con citoquinas pro-inflamatorias, tales como el
factor alfa de necrosis tumoral (TNF-\alpha),
IL-6, IL-1\beta (Vicenzi et
al., 1997), por la activación de MAPK y estimulación
consiguiente de AP-1 y NF-kB (Yang
et al., 1999). Alternativamente, la reactivación de la
replicación del virus puede conseguirse también por producción de
factores solubles derivados del endotelio que incluyen
MCP-1, TNF-\alpha e
IL-6 (Borghi et al., 2000) y por agentes
químicos tales como el acetato-miristato de forbol
(PMA) (Folks et al., 1988). Además de los agentes inductores
de HIV-1, se han consignado también agentes
inhibidores. Éstos incluyen la proteína-quinasa p68
inducible por interferón y dependiente de RNA bicatenario, que
inhibe la replicación de HIV inducida por
TNF-\alpha (Muto et al., 1999), y
TGF-\beta que inhibe la expresión de HIV inducida
por PMA (Poli et al., 1991).
Se ha consignado anteriormente que diferentes
clones de células U937, originados por dilución limitante, podrían
dividirse en dos categorías distintas denominadas "Más" y
"Menos", para describir su capacidad diferencial de sostener
la infección productiva por HIV. La infección de los clones más
muestra típicamente un pico de replicación del virus entre las
semanas segunda y tercera, mientras que los clones menos están
retardados sustancialmente (típicamente, el pico de replicación del
virus se observa después de 6-9 semanas de
infección) y a veces con niveles muy bajos de producción de virus
(Franzoso et al., 1994). Los autores de la invención han
medido los niveles de uPAR en los clones "más" y "menos" y
han correlacionado estos valores con la capacidad para sostener la
replicación viral. Los inventores han encontrado que los niveles
bajos de uPAR están correlacionados con niveles altos de replicación
viral.
Los anticuerpos uPA, uPAR, suPAR,
LMW-uPA, ATF, R2, R3, R4 y R5 han sido descritos
detalladamente en la bibliografía (Blasi, 1994; Rønne, 1991). El
miristato-acetato de forbol (PMA) (Sigma, Milán,
Italia) se utilizó a 10^{-8}M, IL-6 recombinante,
TGF-\beta, TNF-\alpha y el
anticuerpo policlonal
anti-TNF-\alpha e isotipo se
adquirieron de R&D Systems (Minneapolis, MN) y se utilizaron a
las concentraciones finales de 10, 5 y 1 ng/ml, y 1 \mug/ml
respectivamente, como se ha consignado con anterioridad (Poli, 1990;
Poli et al., 1990).
La proliferación celular se evaluó utilizando el
ensayo de absorción de ^{3}H-timidina. Se añadió 1
\muCi de ^{3}H-timidina a 2 x 10^{4} células
en 100 \mul de medio y se incubó durante 16 h a 37ºC, con 5% de
CO_{2}. Se cosecharon las células y se contaron en un contador
\beta (TopCount, Packard, Downers Grove, IL).
Se estimularon células U1 a la densidad de 2 x
10^{5} células por ml en RPMI 1640 (Whittaker M.A. Bioproducts,
Walkerville, MD) que contenía 10% de FCS. Se preincubaron las
células con anticuerpos uPA, uPAR, suPA, R2, R3, R4 y R5 durante 20
min a 37ºC antes de la adición de estímulos. Se utilizó la línea de
células U1 parental U937 como control en los experimentos de
transfección. Las células U937 se adquirieron de ATCC y se
mantuvieron en medio RPMI 1640 en presencia de FCS antes y después
de la infección con el X4 HIV-1_{LAI/IIIB}. Para
la infección, se sembraron las células a razón de 2 x 10^{5}
células/ml en placas de 96 pocillos con fondo plano (Falcon,
Becton-Dickinson Labware, Lincoln Park, NJ) y se
infectaron con 1-2 x 10^{7} partículas de virus
diluidas a partir de un stock de virus en forma de pelet (Advanced
Biotecnology, Inc., Columbia, MD). Después de la infección, 2 h a
37ºC, las células se lavaron y resuspendieron en medio RPMI
1640.
La expresión viral se monitorizó por
determinación de la actividad de transcriptasa inversa (RT)
dependiente de Mg^{2+} en sobrenadantes de cultivo (Poli, 1990).
En particular, se añadieron 5 microlitros de sobrenadantes a 25
microlitros de una mixtura que contenía poli(A),
oligo(dT) (Pharmacia Fine Chemicals, Piscataway, NJ),
MgCl_{2}, y
desoxitimidina-5'-trifosfato (dTTP)
marcado con 32P (Amersham Corp., Arlington Heights, IL), y se
incubaron durante 2 h a 37ºC. Se aplicaron por puntos 6 microlitros
de la mezcla sobre papel DE81, se secaron al aire, se lavaron 5
veces en tampón 2x SSC, y dos veces más en etanol de 95%. El papel
se secó luego y se sometió a recuento en un contador de centelleo
(LS 5000, Beckman Instruments, Inc., Fullerton, CA).
Se utilizaron dos cepas de HIV-1
R5 en este estudio, ADA y Bal. Ambos stocks de HIV-1
se prepararon en PBMC primarios, se filtraron los sobrenadantes, se
dividieron en partes alícuotas de 0,2 \mum, y se guardaron a
-80ºC.
Se obtuvieron de Ficoll-Hypaque
(Amersham Pharmacia, Uppsala, Suecia) PBMC de sangre extraída de
donantes seronegativos, se resuspendieron en RPMI 1640 que contenía
10% de FCS y se dejaron activar por PHA (5 microgramos por ml)
(Sigma, Milán, Italia) o IL-2 (20 unidades por ml)
(Chiron, Emeryville, CA). Después de 3 días, las células se lavaron
y resuspendieron en medio que contenía IL-2.
Células MDM: Se separaron PBMC en un gradiente
isoosmótico Percoll (Amersham, Pharmacia). La pureza era
consistentemente mayor que 90%, como se determinó por análisis FACS
de la expresión de CD14. Los monocitos se sembraron en placas de
plástico de 48 pocillos (Falcon, Becton Dickinson Labware) a un
millón por ml en DMEM (BioWhittaker) complementado con 10% FCS
(Hyclone) y 5% de suero humano agrupado, y se dejaron diferenciar
durante 5-7 días. Los medios y los sueros se
monitorizaron respecto a contenido bajo de endotoxina por el ensayo
del lisado de amebocitos de Limulus (BioWhittaker).
Antes de la infección, se pretrataron las
células con proUPA (a 37ºC y con 5% de CO_{2}) durante 10 minutos,
a la concentración indicada. Las células primarias se infectaron
con 0,1 MOI de una cepa R5 de HIV. Después de 2 horas de adsorción,
a 37ºC y con 5% de CO_{2}, el virus se eliminó por lavado
concienzudo y se añadió medio que contenía una nueva parte alícuota
de proUPA. Se cambió el 50% del medio de cultivo cada 3 días y
volvió a añadirse medio nuevo que contenía proUPA.
Las células se cosecharon por centrifugación, se
lavaron 2 veces con PBS, y se lisaron en PBS que contenía 1% de
Triton X-100. La concentración total de proteínas se
determinó utilizando un kit (Dc Protein Assay,
BIO-RAD) con BSA como estándar, y la concentración
del antígeno uPAR por un kit comercial ELISA de uPAR
(UR-1, Monozyme, Dinamarca).
Para todos los experimentos, se recogieron los
sobrenadantes de cultivo cada día durante 5 días, en el caso de la
línea de células, o cada 3 días para la infección de U937 y células
primarias. Los reactivos se repusieron cada vez que se cambió el
medio de cultivo. Se muestran los datos representativos de uno de
tres experimentos independientes. Los resultados se presentan como
valores medios de cultivos triplicados y la barra de error muestra
la desviación estándar del valor medio.
Los autores han ensayado si
pro-uPA interfiere con la inducción de
HIV-1 por diversas citoquinas. Como se muestra en
la Figura 2A, el tratamiento con pro-uPA causa una
disminución de la replicación de HIV-1 inducida por
PMA dependiente de la concentración como se mide por la actividad de
RT. La inhibición no es completa, alcanzando aproximadamente 60%
para 1-10 nM de pro-uPA. El efecto
de pro-uPA es específico dado que puede ser
bloqueado por un suPAR (uPAR soluble) recombinante que fija
específicamente pro-uPA impidiendo su asociación al
uPAR de la superficie celular (Figura 2D). El efecto de
pro-uPA podría ser debido a su conversión en uPA y
formación subsiguiente de plasmina por el plasminógeno del suero.
Alternativamente, el mismo podría actuar por fijación a uPAR
induciendo un camino de transducción de señales en competición con
PMA. La inhibición del efecto de pro-uPA por suPAR
sugiere la última posibilidad, actuando suPAR como un agente de
barrido de pro-uPA, dado que el complejo
pro-uPA-suPAR es todavía
enzimáticamente activo aunque incapaz de fijar uPAR de la
superficie celular. Para confirmar esta posibilidad, se ensayaron
tanto LMW-uPA como ATF. LMW-uPA es
el dominio carboxil-terminal de uPA con actividad
enzimática total y sin afinidad alguna de fijación de receptores.
ATF es el fragmento amino-terminal de uPA con
actividad plena de fijación de receptores y sin actividad enzimática
alguna (Stoppelli, 1985). Como se muestra en la Figura 2B,
LMW-uPA no inhibe la expresión de
HIV-1 inducida por PMA. Por otra parte, ATF
reproduce totalmente el efecto de pro-uPA (Figura
2C). Globalmente estos datos sugieren que la inhibición por
pro-uPA de la expresión de HIV-1
inducida por PMA requiere una interacción entre
pro-uPA y su receptor de la superficie celular,
uPAR. De acuerdo con esta posibilidad, los anticuerpos
anti-uPAR (R3, R5) que impiden la interacción
pro-uPA/uPAR, inhiben también el efecto de
pro-uPA (Figura 3). Por el contrario, el anticuerpo
R4, que no interfiere con la fijación de pro-uPA, no
tiene efecto alguno. Por esta razón, se llegó a la conclusión de
que la inhibición de la replicación de HIV-1 por
pro-uPA requiere una interacción con uPAR.
Niveles altos de producción de virus pueden
obtenerse también en células U1 por estimulación con las citoquinas
pro-inflamatorias TNF-alfa e
IL-6. Estos agentes activan la expresión de
HIV-1 por activación de la transcripción por
mecanismos dependientes de NF-kB
(TNF-alfa) o posteriores a la transcripción
(IL-6) (Duh et al., 1989; Osborn et
al., 1989; Poli et al., 1990). UPA (y
pro-uPA) es capaz también de inhibir la replicación
de HIV inducida por TNF-alfa (Figura 4A). Dado que
el efecto de PMA sobre la replicación de HIV-1
depende en parte de la inducción de la secreción de
TNF-alfa, y por consiguiente es parcialmente
inhibido por un anticuerpo
anti-TNF-alfa (Poli et al.,
1990), podría esperarse que la combinación del anticuerpo
anti-TNF-alfa con
pro-uPA sea un inhibidor más potente de la
replicación/expresión de HIV-1 inducida por PMA.
Como se muestra en la Figura 4B, mientras que
anti-TNF-alfa y
pro-uPA inhiben individualmente la replicación de
HIV-1 aproximadamente en un 70%, alcanzan juntos un
efecto mayor inhibiendo más del 90%. Este resultado sugiere que
pro-uPA y TNF-alfa actúan por un
camino de señalización paralelo.
TGF-beta inhibe también la
replicación/expresión de HIV-1 inducida por PMA
(Poli et al., 1991) de una manera independiente de
NF-kB. Como se muestra en la Figura 4C, la adición
de la combinación de TGF-\beta y
pro-uPA da como resultado un efecto inhibidor
aditivo, aproximadamente 90% de inhibición con respecto al 60%
obtenido con un solo reactivo. Estos resultados indican por tanto
fuertemente que pro-uPA interfiere con un paso de
señalización diferente de los activados por
TGF-\beta o TNF-\alpha e indican
que estos pasos están activados.
Al contrario de lo que ocurre en el caso de PMA
y TNF-\alpha, pro-uPA no tiene
efecto alguno sobre la replicación de HIV dependiente de
IL-6 en células U1 (Figura 5). Globalmente, los
resultados obtenidos con diferentes citoquinas sugieren que
pro-uPA actúa por interferir con un camino de
señalización específico que puede conducir a la inhibición de la
expresión del virus.
Dado que la inhibición por
pro-uPa de la replicación de HIV-1
requiere una interacción con uPAR, se ha ensayado si las células U1
expresan uPAR. El ensayo se realizó por un análisis de
inmuno-transferencia de lisados de células U1,
demostrando la presencia de una banda específica que reacciona con
los anticuerpos monoclonales anti-uPAR. Un análisis
similar del medio acondicionado muestra la presencia de uPAR en
células U1 tanto sin tratar como tratadas con PMA, en las cuales
está incrementado uPAR. La medida de la cantidad de uPAR por ELISA
dio esencialmente los mismos resultados (datos no presentados).
Estos datos están de acuerdo con informes anteriores que demuestran
que PMA puede inducir uPAR en células U937 (Picone, 1989).
Cuando se ensayó en células monocíticas de
sangre periférica humana (PBMC), se encontró que
pro-uPA afecta también a la replicación de HIV. Sin
embargo, se demostró cualitativamente que el efecto de
pro-uPA es dependiente de su concentración y de la
naturaleza de las células. De hecho, en los PBMC estimulados por PHA
y PBMC estimulados por IL-2 se encontró un efecto
nulo de pro-uPA a 1 nM y una fuerte inhibición del
crecimiento de virus a 10 nM (Figura 6A y B). Con macrófagos
derivados de monocitos, por otra parte, concentraciones bajas de
pro-uPA (10 nM) estimulaban la expresión del virus
mientras que concentraciones mayores la inhibían (Figura 6C).
Pro-uPA no era tóxico para las células: a 10 nM,
pro-uPA no mostraba esencialmente efecto alguno
sobre la proliferación celular tal como se mide por la absorción de
^{3}H-timidina en PBMC estimulados por PHA no
infectados, PBMC estimulados por PHA infectados con virus ni en
PBMC en reposo no infectados (Figura 7A, B, C).
Se compararon los niveles de uPAR en diversos
clones de células U937 que se distinguían por su eficiencia alta
(clones "más") o baja (clones "menos") en cuanto a
soportar la replicación de HIV. La Figura 8A muestra una
correlación entre la capacidad de HIV para replicarse y los niveles
de uPAR medidos por un ELISA. Los clones de células U937 no
estimulados capaces de sostener la infección productiva de HIV
(clones "más": cSB y c10) expresaban alrededor de 10 veces
menos uPAR que lo hacían los clones de U937 que exhibían infección
productiva retardada y/o reducida de HIV (clones "menos": c12 y
c34). Esta diferencia era aún mayor (aproximadamente 30 veces)
cuando las células se estimularon durante 24 horas con PMA, dado que
los clones "más" eran incapaces de regular uPAR en sentido
creciente. La figura 8B muestra en enfoque adicional para comparar
los niveles de uPAR en los clones menos y más, realizado por
inmunotransferencia de cantidades iguales de proteínas procedentes
de lisados de dos clones cada una. Ese ejemplo demuestra claramente
que la infección productiva de HIV por las células U937 está en
correlación inversa con el nivel de expresión de uPAR. De hecho, los
clones de células capaces de sostener una eficiencia elevada de
replicación viral tienen un nivel muy bajo de uPAR, e incluso no
aumentan la expresión de uPAR en condiciones (tratamiento
con PMA) en las cuales uPAR es inducido normalmente varias veces en la misma línea de células (Picone, 1989).
con PMA) en las cuales uPAR es inducido normalmente varias veces en la misma línea de células (Picone, 1989).
uPA y uPAR inducen y son necesarios para la
quimiotaxis de los monocitos, células leucémicas
THP-1 y varias otras células. El derivado de uPA,
ATF (fragmento amino-terminal), o la
pro-enzima pro-uPA tienen el mismo
efecto. Adicionalmente, las formas activadas de uPAR (escindida
después del residuo 84) activan también la quimiotaxis. Para todos
estos estimulantes, y en todas las células ensayadas, el mecanismo
sigue siendo el mismo (Degryse, 1999; Degryse, 2001; Fazioli, 1994;
Resnati, 1996). En particular, estos agentes se basan eventualmente
en la activación de un mediador trans-membranal.
Después de fijación a uPAR, uPA escinde uPAR o modifica su
conformación ("activación") haciendo que el mismo se escinda
entre los dominios D1 y D2. Los datos muestran que la uPAR
así-"activada" tiene que interaccionar con un mediador
trans-membranal que transduce a su vez las señales
migratorias de pro-uPA/uPAR (Fazioli, 1994) (Blasi,
1997). Esto es debido al hecho de que uPAR está presente en la
superficie exterior de la célula y carece de una porción
intracelular.
La quimiotaxis por uPA y derivados o por
moléculas uPAR activadas (y el camino de señalización activado por
ellos) es inhibida por la toxina de la tos ferina (Degryse, 1999;
Degryse, 2001; Fazioli, 1994; Resnati, 1996). Ésta es una propiedad
de los receptores acoplados a proteínas G, una familia de proteínas
que incluyen receptores quimiotácticos como receptores de
quimioquinas. La sensibilidad a la toxina de la tos ferina sugiere
por tanto que el mediador trans-membranal
(adaptador) de la quimiotaxis uPA/uPAR podría ser un receptor
acoplado a proteínas G.
Los anticuerpos policlonales de conejo
específicos para uPAR de ratón eran un obsequio generoso del Dr.
Gunilla Hoyer-Hansen y Prof. Keld Dano. La fuente
de agentes quimioatrayentes ha sido descrita anteriormente (Blasi,
1997; Fazioli, 1997; Resnati, 1996).
El antisuero del péptido 3 (AVTYSRSRYLEC)
(Blasi, 1997) se preparó por síntesis química, acoplamiento a
hemocianina de lapa bocallave (KLH), e inyección en conejos
utilizando métodos estándar. Las inmunoglobulinas específicas del
péptido 3 se purificaron por cromatografía de afinidad en columnas
de péptido 3-Sepharose, por métodos estándar.
Las células THP-1 utilizadas en
el presente ejemplo han sido descritas previamente (Resnati, 1996).
Las células HEK293 humanas fueron donadas amablemente por el Dr.
Hal Chapman y el HEK293/FPRL1 humano por el Dr. J.M. Wang. Las
células HEK293 no expresan uPA, pro-uPA o uPAR. Las
mismas no expresan tampoco receptores fMLP, en particular FPRL1.
Las células HEK293/FPRL1 han sido generadas por transfección de cDNA
de FPRL1 en células HEK293 (Murphy, 1996).
Los ensayos de quimiotaxis se realizaron como se
ha descrito (Degryse, 1999), con cámaras Boyden modificadas
utilizando filtros (tamaño de poro 5 \mum), Corning) tratados con
colágeno I (100 \mug/ml) y fibronectina (10 \mug/ml,
Boehringer-Mannheim). Se añadieron al pocillo
superior 20.000-40.000 células en DMEM exento de
suero, mientras que se añadieron los quimioatrayentes al pocillo
inferior. En caso de estar presentes, los anticuerpos o moléculas
desensibilizadoras se pre-incubaron con las células
durante 1 hora y se añadieron luego a ambos pocillos de las cámaras
Boyden durante el ensayo de quimiotaxis. La migración se mantuvo
durante 60-120 en el caso de las células
THP-1 y 4-6 horas para las células
HEK293 o HEK293/FPRL1. Después de migración a 37ºC, las células que
quedaban en la superficie superior de los filtros se separaron por
rascado, se fijaron los filtros en metanol y se tiñeron en una
solución de 10% (p/v) de violeta cristal en metanol al 20% (v/v).
Los experimentos se realizaron por triplicado y los resultados
presentados representan el valor medio \pm SD del número de
células contado en 10 campos de alta potencia por filtro y son
representativos de al menos 3 experimentos. La migración aleatoria
de las células, es decir la migración en ausencia de
quimioatrayente, recibió el valor arbitrario de 100%.
Para ensayar la presencia de diversos marcadores
de superficie en diferentes células, se ha empleado
citofluorimetría. Los anticuerpos que reconocían específicamente
los monocitos estaban dirigidos contra CD14 (Pharmigen, CA,
EE.UU.). El anticuerpo monoclonal R2 se utilizó para uPAR (Rønne,
1991) y el anticuerpo anti-FPRL1 (Fiore, 1995) se
obtuvo del Dr. Mario Romano.
Se aislaron macrófagos murinos por lavados
repetidos de la cavidad peritoneal de ratones sacrificados por
eutanasia, con medio esencial mínimo Dulbecco (DMEM) complementado
con 5% de FBS. Para aumentar la eficiencia de la recuperación, los
ratones se inyectaron con 1 ml de Tioglicolato al 3%, y se
recogieron los macrófagos 3-5 días después. La
pureza de la preparación se determinó por análisis mediante
citometría de flujo con anticuerpos monoclonales
anti-MAC-1.
Los extractos de células totales en PBS
1%-Triton X-100 se incubaron a 95ºC durante 3 min en
SDS al 0,5% y DTT 2 mM en un volumen final de 10 \mul. Las
proteínas se desglicosilaron (Behrendt, 1991; Sidenius, 2001) por
adición de tampón de desglicosilación (PBS que contenía 0,5% de
Triton X-100 y EDTA 15 mM), 1 unidad de
péptido-N-glicosidasa F
(PMGasa-F) e incubación a 37ºC durante una noche.
Para la transferencia Western, las muestras se corrieron sobre
geles SDS-PAGE al 12% en condiciones reductoras, se
transfirieron a una membrana de PVDF y se hicieron reaccionar con
IgG anti-conejo conjugada con peroxidasa de rábano
picante. La tinción positiva se reveló con Super Signal West Dura
Extended Duration Substrate, de Pierce Chem. Co. El anticuerpo
policlonal de conejo dirigido contra la uPAR murina se utilizó a 1
\mug/ml para el análisis de transferencia Western.
Con objeto de ensayar si la quimiotaxis por
uPA/ATF/pro-uPA y por uPAR "activada" depende
realmente del epítope quimiotáctico identificado en la región
enlazadora entre los dominios D1 y D2 (Blasi, 1997; Fazioli, 1994),
se ha generado un anticuerpo para el péptido sintético AVTYSRSRYLEC,
y se ha ensayado la IgG específica del péptido en experimentos de
quimiotaxis con células THP-1. Como se muestra en la
Figura 9A, ATF inducía quimiotaxis en las células
THP-1 en presencia de anticuerpos irrelevantes. Sin
embargo, el efecto se reducía acusadamente en presencia de 10
\mug/ml de IgG anti-péptido 3. este experimento
demuestra que un reactivo que interfiere específicamente con el
epítope quimiotáctico de uPAR puede inhibir la migración de las
células dependiente de uPA-uPAR, aun cuando el mismo
no impide la fijación de uPA a uPAR.
Los quimioatrayentes pueden desensibilizarse
unos a otros por ocupación del sitio de fijación de un receptor
acoplado a proteínas G. Alternativamente, aquéllos actúan también
indirectamente por inducir la fosforilación de otros receptores.
Para identificar el adaptador transmembranal que media en la
quimiotaxis uPA/uPAR, los autores de la invención han aprovechado
la propiedad de desensibilización y han buscado un quimioatrayente
capaz de desensibilizar los monocitos celulares o las células
THP-1 de uPA.
Para inducir la quimiotaxis de una manera
dependiente de uPA/uPAR, se ha empleado en este ejemplo
D2D3_{88-279}, una forma de uPAR purificada,
soluble y escindida por quimotripsina, dotada de potente actividad
quimiotáctica (Resnati, 1996). Como quimioquina desensibilizadora,
se ha utilizado el péptido fMLP bacteriano formilado
(formil-metionil-leucil-fenilalanina).
Como se muestra en la Figura 9B, fMLP desensibiliza las células
THP-1 de D2D3_{888-279}
inhibiendo la quimiotaxis en un 50% a alrededor de
10-20 \muM. Sin embargo, la desensibilización es
específica para D2D3_{88-279}, dado que fMLP no
afectaba a la quimiotaxis de MCP-1 excepto
marginalmente a concentraciones muy altas (200 \muM).
La quimioquina fMLP activa la quimiotaxis por
dos receptores diferentes: un receptor de baja afinidad, FPRL1
(denominado también LXA4R), y un receptor de afinidad alta, FPR.
Dado que fMLP desensibilizaba contra D2D3_{88-279}
y ATF a 20 \muM, el receptor implicado en la desensibilización de
la quimiotaxis por D2D3_{88-279} debe ser
FPRL1/LXAR4R y no FPR.
Con objeto de demostrar positivamente que
cualquier molécula dada media la señalización por uPA/uPAR, sería
ventajoso disponer de una línea de células que no exprese uPA, uPAR
ni el mediador propiamente dicho, y que por consiguiente no
responda a los estímulos quimiotácticos de cualquiera de
uPA/pro-uPA/ATF o de uPAR activada. Se encontró que
las células HEK293 no expresan uPA ni uPAR, y no responden a uPA/ATF
ni a D2D3_{88-279} (Figura 10). Por esta razón,
se ha comparado el efecto de D2D3_{88-279} sobre
las células HEK293 vs. células HEK293 transfectadas con
FPRL1/LXA4R. Como se muestra en la Figura 10, HEK293 no responden a
D2D3_{88-279} en la quimiotaxis. Sin embargo, las
células HEK293 transfectadas con FPRL1/LXA4R responden bien, con un
máximo a aproximadamente 0,1 nM de D2D3_{88-279}.
Este resultado indica que la transfección de las células HEK293 con
el cDNA de FPRL1 es suficiente para conferir la sensibilidad a
uPAR.
Los ratones que son genéticamente deficientes en
uPA son también inmuno-deficientes debido a que sus
macrófagos y linfocitos T son incapaces de migrar a los sitios de
infección (Gyetko, 1996). El mismo efecto se observa en los ratones
deficientes en uPAR (Gyetko, 2000). La deficiencia en migración de
los ratones carentes de uPA podía ser debida a la incapacidad de
las células de estos ratones para escindir (activar) la uPAR de la
superficie, debido a la falta de uPA. Si fuera éste el caso, podría
esperarse que se encontrara uPAR intacta en las células de un ratón
con uPA fuera de combate (k.o.). La figura 11 muestra un análisis
por SDS-PAGE y por
inmuno-transferencia con anticuerpos policlonales
específicos de conejo dirigidos hacia uPAR murino, en el cual se
comparan lisados (por duplicado) de macrófagos peritoneales
suscitados por tioglicolato de tipo salvaje (wt), uPA^{-/-} y
uPAR^{-/-}. Los extractos se desglicosilaron primeramente y se
corrieron subsiguientemente sobre SDS-PAGE, se
transfirieron a filtros de PVDF y se enfrentaron a los anticuerpos
uPAR anti-ratón. Como se muestra en la Figura 11,
el extracto de macrófagos peritoneales de ratones de tipo salvaje
(wt) (pista 1) muestra dos bandas específicas, de 35 y 25 kD
respectivamente, cuando se transfieren con el anticuerpo uPAR
anti-ratón. Éstas corresponden a los pesos
moleculares esperados para uPAR humano de longitud total y D2D3
(Behrendt, 1991; Sidenius, 2000), y por consiguiente es probable que
correspondan a la misma especie en ratón (pistas 2,3). Por el
contrario, los extractos de macrófagos uPA^{-/-} exhiben
únicamente la banda superior, es decir uPAR de longitud total. La
ausencia de las bandas en extractos de macrófagos uPAR^{-/-}
(pistas 4,5) demuestra la especificidad de los anticuerpos. Los
datos muestran por tanto que un fragmento correspondiente al tamaño
de un D2D3_{84-278} no se acumula en los ratones
uPA^{-/-}, y por tanto que la distinción entre los dominios D1 y
D2 no puede ocurrir en los ratones uPA^{-/-}. La movilidad de este
fragmento es idéntica a la observada en las células humanas, y que
ha sido identificada como D2D3_{84-278} por
secuenciación de aminoácidos (Hoyer-Hansen, 1992;
Solberg, 1994). Este resultado está en correlación con la migración
celular deficiente en ratones uPA^{-/-} (Gyetko, 1996) y por
consiguiente está de acuerdo con la hipótesis de que se requiere la
escisión de uPAR in vivo para la migración celular. Los datos
indican también que uPA escinde directamente uPAR. Sin embargo, es
todavía posible que la escisión sea debida a una proteasa diferente
que requiere no obstante uPA para activación. De hecho, la
activación de MMP-2 y MMP-9 es
deficiente en los ratones uPA^{-/-} (Carmeliet, 1997). Por esta
razón, los autores de la invención sugieren la hipótesis de que la
migración de los linfocitos T y monocitos/macrófagos a los sitios de
infección requiere la escisión de uPAR por uPA, y que la uPAR
activada se fija a su vez y estimula el receptor quimiotáctico
FPRL1-LXA4R. Un esquema que recapitula el mecanismo
se muestra en la Figura 12.
La respuesta específica de células que contienen
FPRL1/LXA4R a D2D3_{84-278} (Figura 10) sugiere
claramente que el receptor FPRL1/LXA4R acoplado a proteína G es el
mediador de la quimiotaxis inducida por uPA y uPAR "activada".
Para sustanciar esta hipótesis, se han utilizado células que
contienen varios receptores de quimioquinas, con inclusión de
FPRL1/LXA4R, y han ensayado si anticuerpos específicos para
FPRL1/LXA4R inhiben la quimiotaxis inducida por ATF o
D2D3_{84-278}.
Los anticuerpos anti-LXA4R/FPRL1
(Fiore, 1995) fueron una donación generosa del Dr. Mario Romano
(Chieti, Italia) y Clarles Serhan (Boston, Mass., EE.UU.).
Las células THP-1 han sido
descritas anteriormente (Resnati, 1996). Se obtuvieron monocitos por
dos tandas de centrifugación sobre gradientes de Ficoll (1,077 g/l)
y Percoll (Pharmacia Biotech.) de sangre periférica de individuos
voluntarios sanos. Resumidamente, se diluyó sangre heparinizada en
relación 1:1 con PBS y se estratificaron 3 ml de
Ficoll-Hipaque bajo 10 ml de mezcla sangre/PBS.
Después de centrifugación, se recuperó la capa de células
mononucleares, se lavaron las células para eliminar cualquier
cantidad de Ficoll contaminante, y se purificaron los monocitos por
gradientes Percoll. La pureza de las poblaciones separadas se
determinó por análisis mediante citometría de flujo con anticuerpos
monoclonales anti-CD14.
Los monocitos de sangre periférica humana (PBM)
y la línea de células leucémicas monocíticas THP-1
expresan varios receptores de quimioquinas que incluyen los
receptores de fMLP FPR y FPRL1, pero responden también a
D2D3_{88-279} en la quimiotaxis. Las células PBM y
THP-1 expresan también varios otros receptores de
quimioquinas, que incluyen receptores que responden a la
proteína-1 quimiotáctica de monocitos
(MCP-1), un receptor distinto del de otras
quimioquinas, como FMLP (resultados no presentados dado que
reproducen datos existentes en la bibliografía). La
citofluorimetría muestra que las células empleadas expresan de hecho
uPAR y FPRL1 (no representado).
Como se muestra en la Figura 13, tanto
MCP-1 como D2D3_{88-279} inducen
la quimiotaxis de los monocitos humanos recientes. La actividad de
D2D3_{88-279} es bloqueada específicamente por el
anticuerpo anti-SPRLL1/LXA4R; sin embargo, el
anticuerpo no tiene efecto alguno sobre MCP-1. Así
pues, el receptor FPRL1 es necesario para mediar la quimiotaxis
dependiente de uPAR.
Como se muestra en la Figura 14, el resto
amino-terminal de uPA, ATF, así como
MMCP-1 inducen la quimiotaxis en las células
THP-1, como ha sido consignado previamente (Resnati,
1996). También en este caso, el anticuerpo FPRL1/LXA4R bloqueaba
específicamente la quimiotaxis de ATF, mientras que no tenía efecto
alguno sobre la quimiotaxis de MCP-1.
El fragmento quimiotáctico
D2D3_{88-279} de uPAR es generado in vitro
por escisión con quimotripsina de una forma soluble de uPAR
(Fazioli, 1997) (véase Figura 1). Una forma de uPAR que contiene los
dominios D2 y D3 y que comienza en el residuo 84 ha sido
identificada in vivo: in vitro, uPA propiamente dicho
a concentraciones fisiológicas escinde suPAR y uPAR de la
superficie celular en el residuo 84 (Hoyer-Hansen,
1997; Hoyer-Hansen, 1992; Sidenius, 2000).
Adicionalmente, el péptido sintético uPAR con la actividad
quimiotáctica máxima abarca los residuos 84-97
(Fazioli, 1997). Es posible por tanto que la activación de uPAR en
los tejidos sea debida a la escisión por uPA. Finalmente, el fallo
de los ratones deficientes en uPA para escindir uPAR (véase la
Figura 11) sugiere que el fenotipo deficiente en migración es debido
a la falta de escisión.
\newpage
Dado que la escisión de uPAR puede
"activar" uPAR confiriendo un fenotipo promotor de la
migración, la escisión de uPAR debe conferir por tanto un fenotipo
"inflamatorio" a las células. Sin embargo, la escisión en la
región enlazadora entre los dominios D1 y D2 tendría efectos muy
diferentes dependiendo del punto en que ocurra la escisión. Por
ejemplo, la escisión entre los residuos 84 y 89 generaría una uPAR
"activada", mientras que la escisión entre el residuo 89 y el
93 destruiría la actividad. Esto está basado en el descubrimiento de
que si bien los péptidos AVTYSRSRYLEC y SRSRY son activos en la
promoción de la quimiotaxis, la escisión del péptido AVTYSRSRYLEC
con plasmina (que escinde inmediatamente después de los dos residuos
arginina) destruía la actividad (datos no presentados).
Evidentemente, la detección de la presencia de uPAR "activada"
y su medida cuantitativa (en sangre, orina, células o fragmentos de
tejido) con un ensayo simple podría ser útil en la evaluación del
estado inflamatorio de un individuo. Sin embargo, los métodos
actuales no permiten una evaluación fácil del punto en que se
escinde uPAR, dado que requieren purificación y secuenciación de
proteínas.
Los anticuerpos, sin embargo, pueden discriminar
entre secuencias de aminoácidos muy similares o incluso secuencias
que difieren en un solo residuo. Por esta razón, los autores de la
invención han investigado en busca de anticuerpos específicos para
fragmentos de uPAR "activadas".
Se sintetizó el péptido 3 (AVTYSRSRYLEC) (Blasi,
1997), se acopló a hemocianina de lapa bocallave (KLH), y se generó
un antisuero de conejo por métodos estándar. Las inmunoglobulinas
específicas del péptido 3 se purificaron por cromatografía de
afinidad en columnas de péptido 3-Sepharose, por
métodos estándar.
Se expresó uPAR soluble de longitud total
(suPAR) en células CHO transfectadas establemente con un cDNA que
codificaba los aminoácidos 1-278 de uPAR humana
madura y se purificó por cromatografía de afinidad en una columna
con anticuerpo monoclonal R2 inmovilizado sobre Sepharose activada
con CNBr (Pharmacia) como ha sido descrito (Blasi, 1997; Fazioli,
1997). Los autores de la invención han empleado también fragmentos
recombinantes similares que contienen en su término carboxi el
epítope FLAG (Prickett, 1989). Se prepararon
D2D3_{88-278} y D2D3_{87-278}
por hidrólisis de suPAR de longitud total con quimotripsina y
MMP-12, respectivamente, seguido por purificación
del resto D2D3 en la misma columna que se ha descrito arriba. Las
proteínas recombinantes D2D3_{84-278/FLAG} y
D2D3_{92-278/FLAG} se purificaron del medio
acondicionado de células COS7 transfectadas transitoriamente y se
purificaron en una columna de afinidad M2 (Sigma) de acuerdo con las
instrucciones de los fabricantes.
10 ng de proteínas suPAR,
D2D3_{88-278},
D2D3_{84-278/FLAG} y
D2D3_{92-278/FLAG} purificadas se
desnaturalizaron en condiciones ligeramente reductoras y se
desglicosilaron enzimáticamente utilizando PNGasa F (Boehringer)
como se ha descrito en otro lugar (Dano, 1990). Las proteínas
desglicosiladas se separaron por SDS-PAGE al 15% y
se transfirieron a membranas de PVDF utilizando
electro-transferencia semi-seca.
Después de bloqueo en leche seca desnatada al 5%, se incubaron las
transferencias con 0,5 \mug/ml de un anticuerpo policlonal
anti-uPAR que reconocía todas las formas conocidas
de uPAR o con una dilución 1:2000 del suero
anti-Pep3. Las transferencias se lavaron, se
incubaron con un anticuerpo secundario anti-conejo
de burro conjugado con peroxidasa de rábano picante (1:5000,
Amersham) se lavaron, y se revelaron utilizando un sustrato
quimioluminiscente (SuperSignal Dura, Pierce).
Se recubrieron ON placas NUNC maxisorb de 96
pocillos ON con 1 \mug/ml de anticuerpo R2 diluido en tampón de
recubrimiento (NaHPO_{4} 0,1M, pH 9,6). Se lavaron las placas tres
veces con PBS-T (PBS que contenía 0,1% de Tween 20)
y se bloquearon durante 1 hora a 37ºC con 2% de BSA en PBS. Los
pocillos separados se incubaron con el suPAR recombinante
purificado y fragmentos D2D3 generados por escisión con
quimotripsina o MMP-12, y se diluyeron a 10 ng/ml
en tampón de dilución (PBS que contenía 1% de BSA). Después de
incubación a 37ºC durante 1 hora, se lavaron las placas y se
incubaron durante 1 hora a 37ºC con un anticuerpo policlonal
anti-uPAR que reconocía todas las formas de uPAR o
el anticuerpo anti-péptido 3 purificado por
afinidad, diluidos ambos a 1 \mug/ml en tampón de dilución.
Después de lavado adicional, se sondaron las placas durante 1 hora a
37ºC con anticuerpo anti-conejo de ratón conjugado
con fosfatasa alcalina (1:1000, Sigma), se lavaron y se revelaron
con un sustrato cromógeno de fosfatasa alcalina (pNPP, Sigma) de
acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Se determinó la
fijación específica por sustracción de la absorbancia observada en
los pocillos que no recibieron suPAR o fragmentos de suPAR. Los
datos se presentan como el valor medio (\pm SD) de una
determinación duplicada.
Para determinar la especificidad del anticuerpo
Péptido 3, se realizaron experimentos de transferencia Western
sobre fragmentos suPAR y D2D3 que llevaban partes diferentes bien
definidas de la región enlazadora de uPAR. Cuando las
transferencias se sondaron con el anticuerpo
anti-Péptido 3, se reconocía eficientemente la
proteína D2D3_{84-278/FLAG}, pero no las
proteínas suPAR, D2D3_{88/278}, o D2D3_{92/278/FLAG} (Figura
15, panel izquierdo). Esto no estaba causado por carga diferente de
las proteínas en el gel, dado que todas las proteínas recombinantes
eran igualmente bien reconocidas por un anticuerpo policlonal
dirigido contra suPAR intacta (Figura 15, panel derecho).
Sorprendentemente, el anticuerpo anti-Péptido 3 no
reconocía suPAR intacta (que lleva evidentemente la región
enlazadora entera). Este experimento demuestra que el anticuerpo
anti-péptido 3 reconoce preferentemente uPAR
escindida y que el o los epítopes reconocidos incluye(n) uno
o más de los aminoácidos Ala84-Tyr87. El experimento
sugiere también que la secuencia 85-87 está oculta
en la uPAR intacta y queda expuesta cuando se escinde uPAR.
Estas observaciones se confirmaron utilizando un
experimento independiente de fijación in vitro (ELISA). En
este ensayo, suPAR y las diferentes proteínas D2D3 se capturan
primeramente utilizando un anticuerpo monoclonal (R2, que reconoce
los términos carboxi de todas las formas de suPAR, escindidas por
una proteasa in vitro), adsorbido previamente en plástico.
En un segundo paso, las proteínas fijadas se sondaron con el
antisuero policlonal (de conejo) dirigido contra el Péptido 3 o
contra uPAR intacta. Los anticuerpos de conejo fijados se
cuantificaron utilizando un anticuerpo secundario
anti-conejo conjugado a enzima y una detección
colorimétrica. Si bien el antisuero anti-uPAR
reconocía igualmente suPAR, suPAR escindida con quimotripsina y
suPAR escindida con MMP-12 (Figura 6, panel B), la
IgG anti-péptido 3 reconocía solamente una suPAR
escindida por MMP-12 (Figura 16, panel A). La
quimotripsina escinde uPAR en el residuo 87-88
(Behrentz, 1991), mientras que MMP-12 escinde en el
residuo 86/87 (datos no presentados). Por esta razón, la IgG
anti-péptido 3 reconoce específicamente fragmentos
D2D3 cuyo término amino lleva al menos el residuo 84, o los residuos
84-85 o residuos 84-87 de uPAR,
demostrando por tanto alta capacidad de discriminación entre
fragmentos D2D3. Cuando los datos obtenidos con los anticuerpos
anti-péptido 3 y anti-uPAR se
dividieron uno por otro, la relación anti-péptido
3/anti-uPAR entero era 0,024 con suPAR y 0,005 con
suPAR escindida por quimotripsina. Sin embargo, la relación era 0,27
con suPAR escindida con MMP-12 (Figura 16, panel
C).
Considerados globalmente, los datos demuestran
que el borde aminoterminal del epítope reconocido por el anticuerpo
anti-Péptido 3 es Tyr87, dado que los fragmentos
D2D3 generados por MMP12 (que tienen Tyr87 como aminoácido
N-terminal) son reconocidos plenamente, mientras que
el fragmento D2D3 generado por quimotripsina (que tiene Ser88 como
aminoácido N-terminal) no lo son. Este experimento
demuestra también que puede utilizarse un ensayo ELISA simple para
detectar selectivamente formas específicas de uPAR escindida.
\vskip1.000000\baselineskip
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Claims (22)
1. Anticuerpo contra un fragmento uPAR, en donde
el fragmento uPAR se selecciona del grupo constituido por los
péptidos 84-279, 85-279,
86-279 y 87-279, al que se hace
referencia como secuencia de aminoácidos uPAR, caracterizado
porque los anticuerpos
- -
- son incapaces de reconocer su-PAR intacta de longitud total y
- -
- no reconocen los fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenidos por escisión con quimotripsina.
2. Anticuerpo contra un fragmento uPAR, en donde
el fragmento uPAR se selecciona del grupo constituido por los
péptidos AVTYSRSRYLEC, VTYSRSRYLEC, TYSRSRYLEC, YSRSRYLEC,
caracterizado porque los anticuerpos
- -
- son incapaces de reconocer su-PAR intacta de longitud total y
- -
- no reconocen los fragmentos con SRSRYLEC amino-terminal obtenidos por escisión con quimotripsina.
3. Anticuerpo contra un fragmento uPAR de
acuerdo con la reivindicación 2, en donde el fragmento uPAR es el
péptido AVTYSRSRYLEC.
4. El uso de anticuerpos de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1-3 para la
fabricación de una composición farmacéutica para diagnóstico y/o
tratamiento de afecciones inflamatorias y/o cáncer.
5. El uso de anticuerpos de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1-3 para la
fabricación de una composición farmacéutica como agente de
diagnóstico para pronosticar el curso de afecciones inflamatorias,
enfermedades infecciosas y/o cáncer.
6. El uso de anticuerpos de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1-3, para la
fabricación de una composición farmacéutica como agente de
diagnóstico para pronosticar el curso del cáncer.
7. Anticuerpos contra el receptor FPRL1/LXA4
para la fabricación de un medicamento para diagnóstico y/o
tratamiento de afecciones inflamatorias y/o cáncer.
8. El uso de anticuerpos contra el receptor
FPRL1/LXA4 para la fabricación de un medicamento para diagnóstico
y/o tratamiento de afecciones inflamatorias y/o cáncer.
9. El uso de acuerdo con la reivindicación 8, en
donde el anticuerpo está generado contra el péptido ASWGGT
PEERLK en el tercer dominio extracelular de FPRL1/LXA4R.
PEERLK en el tercer dominio extracelular de FPRL1/LXA4R.
10. El uso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 4-6 ó 8-9, para el
tratamiento de choque séptico, artritis reumatoide, enfermedad de
Crohn, artritis crónica, cáncer y/o invasión de cáncer.
11. Un método para la determinación de uPAR
activada a partir de tejidos, extractos de tejido, fluidos
biológicos, que comprende:
- a)
- preparar una muestra de tejido, extracto de tejido, fluidos biológicos;
- b)
- poner en contacto la muestra con uno de los anticuerpos de las reivindicaciones 1-3;
- c)
- determinar la fijación específica del anticuerpo.
12. Un método de acuerdo con la reivindicación
11 que se encuentra en la forma de ELISA.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación
12, para el diagnóstico y/o pronóstico
ex-vivo de patologías que implican la
activación de uPAR.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación
13, para el diagnóstico y/o pronóstico de cáncer y/o enfermedades
inflamatorias.
15. El uso de pro-uPA, un
derivado o fragmento de la misma que retiene la fijación de uPAR
total, sin el dominio carboxi-terminal de uPA que
soporta la actividad enzimática, para la preparación de un
medicamento para el tratamiento de la infección de HIV.
16. El uso de acuerdo con la reivindicación 15,
en donde dicho derivado o fragmento de pro-uPA se
selecciona del grupo constituido por:
- a)
- un mutante de pro-uPA en el sitio activo;
- b)
- el fragmento amino-terminal pro-uPA, y
- c)
- un fragmento que contiene el dominio de factores de crecimiento.
17. El uso de pro-uPA, un
derivado o fragmento del mismo de acuerdo con las reivindicaciones
15 ó 16, en combinación con un anticuerpo
anti-TNF-alfa y/o
TGF-beta.
18. El uso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 15-17, para el tratamiento de
infecciones agudas o latentes de HIV en individuos infectados por
HIV o en pacientes de SIDA.
19. Un método para el escrutinio de compuestos
útiles para el tratamiento de la infección de HIV, que
comprende:
- a)
- seleccionar un compuesto capaz de modular la interacción pro-uPA/uPAR,
- b)
- poner en contacto dicho compuesto con un cultivo de células promonocíticas U1 en las cuales la producción de HIV se ha activad convenientemente,
- c)
- determinar cualesquiera variaciones de la replicación del virus.
20. Un método de acuerdo con la reivindicación
19, en donde la producción de HIV por las células U1 se activa por
su estimulación con TNF-alfa, IL-6 o
IL-beta.
21. Un método para la determinación de uPAR
activada a partir de tejido, extractos de tejido, fluidos
biológicos, para el diagnóstico de la infección de HIV, que
comprende:
- a)
- preparación de una muestra de tejido, extractos de tejido, fluidos biológicos;
- b)
- poner en contacto dicha muestra con un anticuerpo contra el péptido AVTYSRSRYLEC;
- c)
- determinar la fijación específica del anticuerpo.
22. Un método de acuerdo con la reivindicación
21, que se encuentra en forma de ELISA.
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