ES2283463T3 - Agentes terapeuticpos y metodos de uso de los mismos para tratar una enfermedad amiloidogenica. - Google Patents
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Abstract
Un compuesto que comprende la forma I-L-P, en donde: I es una región constante de cadena pesada de inmunoglobulina o fragmento de esta que retiene la capacidad para unirse a un receptor FC; L es un grupo ligador o una unión directa; y P es un péptido capaz de unir una proteína amiloidogénica.
Description
Agentes terapéuticos y métodos de uso de los
mismos para tratar una enfermedad amiloidogénica.
Esta solicitud reivindica prioridad de la
Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos Serie No.
60/253,302 presentada en noviembre 27, 2000; Solicitud de Patente
Provisional de los Estados Unidos Serie No. 60/250,198 presentada
en noviembre 29, 2000; y Solicitud de Patente Provisional de los
Estados Unidos Serie No. 60/257,186 presentada en diciembre 20,
2000, cuyos contenidos de cada una se incorporan aquí como
referencia.
Los fagocitos mononucleares están cercanamente
asociados con enfermedades del sistema nervioso central. La
microglia encontrada en el cerebro adulto normal son células
quiescentes altamente ramificadas que retraen los procesos y los
vuelven reactivos durante el daño al SNC
(Rio-Hortega (1932). La microglia reactiva
(fagocitos mononucleares activados del cerebro) se ha identificado
con las placas neuríticas de la Enfermedad de Alzheimer (AD)
(Bolsi, 1927; McGeer et al., 1987; Rogers et al.,
1988; Giulian, 1992; Perlmutter et al., 1992; Giulian et
al., 1995a). Como resultado, el daño neuronal inducido por el
beta amiloide (A\beta) se cree que involucra células
inflamatorias. En la Enfermedad de Alzheimer, la histopatología
cuantitativa ha determinado que >80% de las placas de núcleo
están asociadas con grupos de microglia reactivos aunque inferiores
al 2% de los depósitos A\beta difusos muestran tal asociación
(Giulian et al., 1995a). Estas observaciones sugieren que las
respuestas inflamatorias del cerebro pueden estar específicamente
dirigidas contra los constituyentes de las placas neuríticas de
núcleo. Como las células causadoras inmunes principales del cerebro,
la microglia activada es capaz de liberar tales agentes citotóxicos
como enzimas proteolíticas, citoquinas, proteínas de complemento,
intermedios reactivos de oxígeno, toxinas similares a NMDA, y óxido
nítrico (Thery et al., 1991; Giulian, 1992; Rogers et
al., 1992; Lees, 1993, Banati, R.B., 1993).
La enfermedad de Alzheimer (AD por sus siglas en
inglés), descrita primero por el psiquiatra Bávaro Alois Alzheimer
en 1907, es un desorden neurológico progresivo que inicia con
pérdida de memoria de corto plazo y continua con desorientación,
daño del juicio y el razonamiento y, finalmente la demencia. El
curso de la enfermedad usualmente conduce a la muerte en un estado
inmóvil severamente debilitado entre cuatro y 12 años después de la
aparición. La AD se ha estimado que aflige 5 a 11 por ciento de la
población de más de 65 años y tanto como el 47 por ciento de la
población de más de 85 años. El costo para la sociedad del manejo de
la AD está por encima de 80 billones de dólares anualmente,
principalmente debido a los grandes cuidados de custodia requeridos
para los pacientes de AD. Más aún, como los adultos nacidos durante
la explosión de población de los años 1940 y 1950 se aproximan a la
edad cuando la AD se volvió más prevalente, el control y tratamiento
de la AD se volverá un problema de cuidado de la salud aún más
significativo. Habitualmente, no existe ningún tratamiento que
retarde significativamente la progresión de la enfermedad. Para
revisiones sobre la AD, ver Selkoe, D.J. Sci. Amer., noviembre
1991, pp. 68-78; y Yankner, B.A. et al.
(1991) N. Eng. J. Med. 325:1849-1857.
Se ha reportado (Games et al. (1995)
Nature 373:523-527) que una neuropatología tipo
Alzheimer ha sido creada en ratones transgénicos. Los ratones
transgénicos expresan altos niveles de proteína precursora amiloide
mutante humana y progresivamente desarrollan muchas de las
condiciones patológicas asociadas con la AD.
Patológicamente, la AD se caracteriza por la
presencia de lesiones distintivas en el cerebro de la víctima.
Estas lesiones del cerebro incluyen filamentos intracelulares
anormales denominados enmarañamientos neurofibrilares (NTF por sus
siglas en inglés) y depósitos extracelulares de proteínas
amiloidogénicas en placas seniles, o amiloides. Los depósitos de
amiloide también están presentes en las paredes de los vasos
sanguíneos cerebrales de los pacientes de AD. El principal
constituyente proteínico de las placas amiloides se ha identificado
como un péptido de 4 quilodalton denominado péptido
\beta-amiloide (\beta-AP por sus
siglas en inglés) (Glenner, G.G. and Wong, C.W. (1984) Biochem.
Biophys. Res. Commun. 120:885-890; Masters, C. et
al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
82:4245-4249). Los depósitos difusos del
\beta-AP son frecuentemente observados en cerebros
adultos normales, mientras que el tejido del cerebro con AD se
caracteriza por placas de \beta-amiloide de
núcleo denso más compactadas (ver por ejemplo, Davies, L. et
al. (1988) Neurology 38:1688-1693). Estas
observaciones sugieren que la deposición del
\beta-AP tiene preferencia, y contribuye con, la
destrucción de las neuronas que ocurre en la AD. Como soporte
adicional de un papel patogénico directo del
\beta-AP, el \beta-amiloide ha
mostrado ser tóxico a las neuronas maduras, tanto en cultivo como
in vivo. Yankner, B.A. et al. (1989) Science
245:417-420; Yankner, B.A. et al. (1990)
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:9020-9023; Roher,
A.E. et al. (1991) Biochem. Biophys. Res. Commun.
174:572-579; Kowall, N.W. et al. (1991) Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 88:7247-7251. Adicionalmente,
los pacientes con hemorragia cerebral hereditaria con amiloidosis
tipo Holandesa (HCHWA-D por sus siglas en inglés),
que se caracteriza por los depósitos de
\beta-amiloide difusos dentro de la corteza
cerebral y la cerebrovasculatura, han mostrado tener una mutación
puntual que conduce a una sustitución de amino ácido dentro del
\beta-AP. Levy, E. et al. (1990) Science
248:1124-1126. Esta observación demuestra que la
alteración específica de la secuencia del \beta-AP
puede hacer que se deposite el
\beta-amiloide.
El \beta-AP natural se deriva
mediante la proteolisis de una proteína mucho más larga denominada
la proteína precursora amiloide (APP). Kang, J. et al.
(1987) Nature 325:733; Goldgaber, D. et al. (1987) Science
235:877; Robakis, N.K. et al. (1987) Proc. Natl. Acad Sci.
USA 84:4190; Tanzi, R.E. et al. (1987) Science 235:880. El
gen APP mapea al cromosoma 21, suministrando de esta manera una
explicación para los depósitos de \beta-amiloide
vistos a una edad temprana en individuos con síndrome de Down, que
es causada por la trisomía del cromosoma 21. Mann, D.M. et
al. (1989) Neuropathol. Appl. Neurobiol. 15:317; Rumble, B.
et al. (1989) N. Eng. J. Med. 320:1446. El APP contiene un
dominio que alcanza la membrana simple, con una región amino
Terminal larga, (aproximadamente dos tercios de la proteína) que se
extiende en el ambiente extracelular y una región carboxi terminal
más corta que se proyecta hacia el citoplasma. El empalme
diferencial del ARN mensajero del APP conduce a al menos cinco
formas de APP, compuestas de 563 amino ácidos
(APP-563), 695 amino ácidos
(APP-695), 714 amino ácidos
(APP-714), 751 amino ácidos
(APP-751) o 770 amino ácidos
(APP-770).
Dentro del APP, el péptido
\beta-amiloide de ocurrencia natural inicia en un
residuo de ácido aspártico en la posición del amino ácido 672 del
APP-770. El \beta-AP de ocurrencia
natural derivado de la proteólisis del APP es de 39 a 43 residuos
de amino ácido de longitud, dependiendo del punto final carboxi
terminal, que exhibe heterogeneidad. La forma circulante
predominante del \beta-AP en la sangre y el fluido
cerebroespinal de tanto los pacientes con AD como los adultos
normales es \beta1-40 ("\beta corto").
Seubert, P. et al. (1992) Nature 359:325; Shoji, M. et
al. (1992) Science 258:126. Sin embargo, el
\beta1-42 y el \beta1-43
("\beta largo") también son formas en las placas
\beta-amiloides. Masters, C. et al. (1985)
Proc. Natl. Acad Sci. USA 82:4245; Miller, D. et al. (1993)
Arch. Biochem. Biophys. 301:41; Mori, H. et al. (1992) J.
Biol. Chem. 267:1708. Aunque el mecanismo molecular preciso que
conduce a la agregación y depósito del \beta-APP
es desconocido, el proceso se ha asemejado a aquel de las
polimerizaciones dependientes de nucleación, tales como la
cristalización de proteína, la formación de microtúbulo y la
polimerización de actina. Ver por ejemplo, Jarrett, J.T. y
Lansbury, P.T. (1993) Cell 73:1055-1058. En tales
procesos, la polimerización de los componentes del monómero no
ocurre hasta la formación del núcleo. Así, estos procesos se
caracterizan por un tiempo de retardo antes de que ocurra la
agregación, seguido por la rápida polimerización después de la
nucleación. La nucleación se puede acelerar mediante la adición de
una "semilla" o un núcleo preformado, lo que resulta en la
rápida polimerización. Las formas \beta largas del
\beta-AP han mostrado que actúan como semillas,
acelerando de esta manera la polimerización tanto de las formas
\beta-AP largas como cortas. Jarrett, J.T. et
al. (1993) Biochemistry 32:4693.
En un estudio, en el cual se hicieron
sustituciones de amino ácido en el \beta-AP, dos
péptidos \beta mutantes se reportaron por interferir con la
polimerización del \beta-AP no mutado cuando las
formas mutante y no mutante del péptido se mezclaron. Hilbich, C.
et al. (1992) J. Mol. Biol. 228:460-473. Las
cantidades equimolares de los péptidos
\beta-amiloide mutante y no mutante (es decir,
natural) se utilizaron para ver este efecto y se reportaron los
péptidos mutantes por ser inadecuados para el uso in vivo.
Hilbich, C. et al. (1992), supra.
La WO 96/28471 describe un compuesto modulador
amiloide que comprende una proteína amiloidogénica, o un fragmento
de péptido de éste, acoplado directamente o indirectamente a, al
menos, un grupo modificante de tal forma que, el compuesto modula
la agregación de las proteínas o los péptidos amiloides naturales
cuando se ponen en contacto con las proteínas o los péptidos
amiloidogénicos. Los compuestos, las células recombinantes, las
composiciones farmacéuticas, el método de preparación de éstos y su
uso de acuerdo con la invención no se describen ni se sugieren por
la WO 96/28471.
Pallitto, M. et al. (Biochemistry, 1999,
38, 3570-3578) describe una estrategia modular para
generar compuestos que inhiben la toxicidad del A\beta, con base
en enlazar un elemento de reconocimiento para el A\beta a un
elemento de irrupción designado para interferir con la agregación
A\beta. Uno de tales compuestos, con la secuencia
15-25 del A\beta como el elemento de
reconocimiento y el hexámero de lisina como el elemento de
irrupción, alteraron las cinéticas de agregación del A\beta y
protegieron las células de la toxicidad del A\beta. Los
experimentos de optimización con elementos de reconocimiento que
consisten de 4-8 residuos revelaron que ninguno de
los péptidos de reconocimiento alteró las cinéticas de agregación
del A\beta y solo dos, el KLVFF y el KLVF, tenían cualquier
efecto protector contra la toxicidad del A\beta. El péptido
híbrido KLVFF-KKKKKK alteró dramáticamente las
cinéticas de agregación del A\beta y la morfología del agregado y
suministró una protección significativamente mejorada contra la
toxicidad del A\beta comparada con el péptido de reconocimiento
sólo. La secuencia revuelta VLFKF fue un dominio de reconocimiento
tan efectivo como el KLVFF, sugiriendo las características
hidrófobas de la secuencia de reconocimiento como críticas. Los
compuestos, las células recombinantes, las composiciones
farmacéuticas, el método para la preparación de éstos y su uso de
acuerdo con la invención no se describen ni se sugieren por
Pallitto, M. et al. (Biochemistry, 1999, 38, 3570-
3578).
3578).
La presente invención suministra agentes
terapéuticos, composiciones farmacéuticas de éstos, y métodos de
uso de éstos para tratar una enfermedad amiloidogénica. Los agentes
terapéuticos de la invención incluyen compuestos que comprenden la
fórmula I-L-P, donde I es una
inmunoglobulina, por ejemplo, IgG, IgA, IgM, IgD o IgE, la región
constante de cadena pesada o el fragmento de ésta; L es un grupo
ligador o un enlace directo; y P es un péptido capaz de unirse a
una proteína amiloidogénica, por ejemplo, el
\beta-amiloide, la transtiretina (TTR por sus
siglas en inglés), la proteína priónica (PrP por sus siglas en
inglés), amilina (IAPP por sus siglas en inglés), el factor
natriurético auricular (ANF por sus siglas en inglés), la cadena
ligera kappa, la cadena ligera lambda, el amiloide A, la
procalcitonina, la cistatina C, la microglobulina \beta2, el
ApoA-I, la gelsolina, la calcitonina, el
fibrinógeno, la lisozima, Huntington, o
\beta-sinucleina. En una modalidad, I puede
comprender la secuencia de amino ácido establecida en la SEQ ID NO:
10. En otra modalidad, I comprende una secuencia de amino ácido que
tiene al menos 80%, 85%, 90%, 95%, 98%, o más de identidad con la
secuencia del amino ácido establecido en la SEQ ID NO: 10. I
puede ser aproximadamente 1-100,
1-90, 1-80, 1-70,
1-60, 1-50, 1-40,
1-30, 1-20, o 1-10
amino ácidos.
P puede comprender aproximadamente 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, o 20 amino ácidos, y
preferiblemente aproximadamente 50, 40, 30, 20, o 10 amino ácidos.
En algunas modalidades P puede comprender al menos un amino ácido
de ocurrencia natural o al menos un amino ácido D. En una modalidad
preferida, P puede comprender una subregión de una proteína
amiloidogénica tal como el péptido \beta-amiloide,
la transtiretina (TTR por sus siglas en inglés), la proteína
priónica (PrP por sus siglas en inglés), amilina (IAPP por sus
siglas en inglés), el factor natriurético auricular (ANF por sus
siglas en inglés), la cadena ligera kappa, la cadena ligera lambda,
el amiloide A, la procalcitonina, la cistatina C, la microglobulina
\beta2, el ApoA-I, la gelsolina, la calcitonina,
el fibrinógeno, la lisozima. En una modalidad preferida, P puede
comprender la secuencia amino ácido establecida en la SEQ ID NO:
1 o los fragmentos de éstos. En otra modalidad, P comprende una
secuencia de amino ácido que tiene al menos 80%, 85%, 90%, 95%, 98%,
o más de identidad con la secuencia de amino ácido establecida en
la SEQ ID
NO: 1.
NO: 1.
En otra modalidad, P es un péptido comprendido
completamente de amino ácidos D y que tienen al menos tres residuos
de amino ácido independientemente seleccionados del grupo que
consiste de una estructura de leucina D, una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D, una estructura de
yodotirosina D, y una estructura de alanina D. En una modalidad
preferida, P es un péptido que comprende la estructura
(Y-Xaa_{1}-Xaa_{2}-Xaa_{3}-Xaa_{4}-Z)
En donde Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y
Xaa_{4} son cada uno estructuras de amino ácido D y al menos dos
de Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} son,
independientemente, seleccionados del grupo que consiste de una
estructura de leucina D, una estructura de fenilalanina D y una
estructura de valina D; Y, que puede estar o no presente, es una
estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{a}, en donde Xaa es
cualquier estructura de amino ácido D y a es un entero de 1 a 15; y
Z, que puede estar o no presente, es una estructura que tiene la
fórmula (Xaa)_{b}, en donde Xaa es cualquier estructura de
amino ácido D y b es un entero de 1 a 15.
En una modalidad particularmente preferida, P es
un péptido seleccionado del grupo que consiste de:
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-Phe-fenetilamida,
D-Leu-D-Val-D-Tyr-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-lodoTyr-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Tyr,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-lodoTyr,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Ala,
D-Ala-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Leu-D-Val-D-Tyr-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-lodoTyr-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Tyr-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-lodoTyr-D-Ala,
D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Val,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Leu-D-Leu,
D-Leu-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu-D-Val,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu
y
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu.
En otro aspecto, la presente invención
caracteriza dímeros u otros multímeros de los compuestos de la
invención.
En un aspecto adicional, la invención
caracteriza una composición farmacéutica que comprende una cantidad
terapéuticamente efectiva de un compuesto de la presente invención y
un vehículo farmacéuticamente aceptable.
En otro aspecto, la presente invención
suministra métodos para retirar una proteína amiloidogénica de un
sujeto al poner en contacto la proteína amiloidogénica con un
compuesto de la invención de tal forma que la proteína
amiloidogénica es retirada del sujeto.
En aún otro aspecto, la invención caracteriza
métodos para tratar un sujeto que sufre de un desorden
amiloidogénico, por ejemplo, enfermedad de Alzheimer o
encefalopatía espongiforme, al administrarle al sujeto una cantidad
terapéuticamente efectiva de un compuesto de la invención, tratando
de esta manera el sujeto que sufre de un desorden
amiloidogénico.
En otra modalidad, la presente invención
suministra un método para preparar un agente terapéutico que
comprende la fórmula I-L-P', donde
I es una inmunoglobulina, por ejemplo, IgG, IgA, IgM, IgD o IgE, la
región constante de cadena pesada o el fragmento de éste, L es un
grupo ligador o un enlace directo; y P' es un péptido capaz de unir
una proteína blanco. El método comprende (1) seleccionar una
librería de péptido para identificar uno o más péptidos que se unen
a la proteína blanco; (2) determinar la secuencia del amino ácido de
al menos un péptido que se une a la proteína blanco; (3) producir
un agente terapéutico que comprende un péptido que tiene la
secuencia de amino ácido identificada en la etapa (2) y una región
constante de cadena pesada de inmunoglobulina o un fragmento de
ésta, ligado por vía de un grupo ligador, L, o un enlace
directo.
La Figura 1 describe un análisis Western blot de
lisados de célula COS y un medio cosechado de células COS que
expresan la región Fc de ratón IgG1 fusionada a los residuos de
amino ácido 1-40, 1-42,
10-25, 16-30,
17-21, o 17-21(A21L) del
\beta-amiloide con o sin una tapa de glicina
triple N-terminal.
La Figura 2 describe un análisis
inmunohistoquímico de secciones del cerebro coronal de ratones de
20-22 semanas transgénicos tanto para la mutación
sueca de la proteína precursora amiloide como la presenilina del
IgG1 de ratón fusionado a varios segmentos del
\beta-amiloide, medio de células COS no
transfectadas, o del anticuerpo policlonal
anti-\beta-amiloide.
La Figura 3 describe los oligonucleótidos
sintéticos que fueron utilizados para ensamblar el gen APP/IgG
sintético. Estos oligonucleótidos contienen sitios de endonucleaza
de restricción únicos necesarios para el ensamblaje.
La Figura 4 es una representación esquemática
del vector de expresión pTIg.
La Figura 5 es una representación esquemática
del montaje de un A\beta1-40 y un
A\beta1-42 sintéticos, con y sin un grupo ligador
Gly triple entre el propéptido tPA y el péptido
\beta-amiloide.
La Figura 6 describe la secuencia de ADN, la
composición de amino ácido, y los sitios de reconocimiento de
endonucleasa de restricción del gen \beta-amiloide
sintético.
La Figura 7A describe la secuencia de los
oligonucleótidos utilizados para ensamblar subfragmentos del gen
\beta-amiloide sintético y una compilación de las
construcciones \beta-amiloide/IgG1 quiméricas que
fueron hechas.
La Figura 7B describe la secuencia de los
oligonucleótidos utilizados para ensamblar subfragmentos del gen
\beta-amiloide sintético y una compilación de las
construcciones \beta-amiloide/IgG1 quiméricas que
fueron hechas.
La Figura 8 es una gráfica que demuestra que la
toma por las células del fibrilo mediado por el receptor Fc ocurre
en la presencia de la proteína de fusión
A\beta(16-30)-Fc del
anticuerpo
\alpha-\beta-amiloide.
La Figura 9 es una gráfica que demuestra que la
proteína de fusión
A\beta(16-30)-Fc interfiere
con la unión del péptido \beta-amiloide soluble a
las fibrilas amiloides.
La Figura 10 es una sección del cerebro teñida
con Tioflavina S, que demuestra que el tratamiento de un ratón
transgénico con un modelo de enfermedad de Alzheimer con la proteína
de fusión A\beta(16-30)-Fc
da como resultado una disminución en la placa en el sitio de
administración.
La Figura 11 describe la región codificante del
gen sintético gen sintético tPA\Deltapro/16-30/Fc
cADN (SEQ ID NO: 11).
La Figura 12 describe la secuencia de amino
ácido de la proteína de fusión
tPA\Deltapro/16-30/Fc (SEQ ID NO: 12). Los
elementos fusionales anotados también son mostrados. La proteína
A\beta(16-30)-Fc se
establece aquí como la SEQ ID NO: 13.
La presente invención suministra agentes
terapéuticos y métodos de uso de éstos para tratar una enfermedad
amiloidogénica. Los agentes terapéuticos de la invención incluyen
los compuestos que comprenden la fórmula
I-L-P, en donde I es una región
constante de cadena pesada de inmunoglobulina o un fragmento de ésta
(por ejemplo, que comprende la región Fc); L es un grupo ligador o
un enlace directo; y P es un péptido capaz de unirse a una proteína
amiloidogénica.
Sin pretender estar limitados por la teoría se
cree que la porción P de los compuestos de la invención servirá
para unir una proteína amiloidogénica, por ejemplo, una proteína
amiloidogénica dentro de la placa amiloide, y la porción I de los
compuestos de la invención servirá para dirigir la microglia a la
proteína amiloidogénica, cuya microglia puede entonces internalizar
y degradar la proteína amiloidogénica y la placa amiloide.
Como se utiliza intercambiablemente aquí, los
términos "I" y "región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina" están destinados a incluir la región constante
de cualquier cadena pesada de inmunoglobulina, por ejemplo, la
cadena pesada \gamma_{1}, \gamma_{2}, \gamma_{3},
\gamma_{4}, \mu, \alpha_{1}, \alpha_{2}, \delta, o
\varepsilon, o un fragmento de éstas. La región constante de
cadena pesada de inmunoglobulina o el fragmento de ésta puede ser
monoclonal o policlonalmente derivado, no tiene especificidad
epitópica, y, preferiblemente, contiene una región Fc (es decir,
retiene la capacidad de unirse a un receptor Fc, por ejemplo, un
receptor Fc sobre una célula microglial tal como un receptor
Fc\gamma). En modalidades preferidas, I incluirá la región Fc de
una región constante de cadena pesada de inmunoglobulina. Por
ejemplo, I preferiblemente incluye los dominios CH2 y el CH3 y la
región pivote de una región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina.
Las regiones constantes de cadena pesada de
inmunoglobulina son conocidas en la técnica. Por ejemplo, la
secuencia IgG de ratón se puede encontrar en el Acceso No. M60428
del GenBank, la secuencia IgG1 humana se puede encontrar en el
Acceso No. J00228 del GenBank, la secuencia IgG2 humana se puede
encontrar en el Acceso No. J00230 del GenBank, la secuencia IgG3
humana se puede encontrar en el Acceso No. AJ390267 del GenBank, y
la secuencia IgG4 humana se puede encontrar en el Acceso No. K01316
del GenBank, cuyos contenidos todos se incorporan aquí como
referencia. Las secuencias preferidas a ser utilizadas incluyen la
secuencia IgG de ratón que parte en el residuo 98 y termina en el
C-terminal de la molécula, la secuencia IgG1 humana
que parte en el residuo 97 y termina en el
C-terminal de la molécula, la secuencia IgG2 humana
que parte en el residuo 97 y termina en el
C-terminal de la molécula, la secuencia IgG3 humana
que parte en el residuo 98 y termina en el
C-terminal de la molécula, y la secuencia IgG4 que
parte en el residuo 97 y termina en el C-terminal de
la molécula. En una modalidad, I puede comprender la secuencia de
amino ácido establecida en la SEQ ID NO: 10 o fragmentos de
ésta.
Un "receptor Fc" como se utiliza aquí, es
una proteína expresada sobre la superficie de una célula, por
ejemplo, una célula microglial, que reconoce y se une a la región
de cadena pesada constante no específica de inmunoglobulina
circulante, por ejemplo, IgG, IgA, IgM, IgD o IgE.
Una "región Fc" como se utiliza aquí,
incluye la parte de una región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina que se requiere para unirse a un receptor Fc.
Como se utiliza intercambiablemente aquí, los
términos "P" y "péptido capaz de unirse a una proteína
amiloidogénica" pretenden incluir compuestos que comprenden
cuatro o más residuos de amino ácido ligados por enlaces amida que
tienen la capacidad de unirse a una proteína amiloidogénica. Tales
compuestos pueden ser biomoléculas de péptido natural, variantes de
secuencia de amino ácido de una biomolécula de péptido natural, o
péptidos sintéticos. En una modalidad, el péptido incluye
cualquiera o todos los veinte amino ácidos L naturales. El péptido
también puede incluir uno o más residuos del amino ácido D y/o uno o
más residuos de amino ácido no natural.
Como se utiliza aquí, el término "proteína
amiloidogénica" incluye cualquier proteína que es capaz de, o
está involucrada en formar un depósito amiloide, por ejemplo un
depósito de proteína extracelular característico de un número de
diferentes enfermedades. Aunque diverso en su ocurrencia, todos los
depósitos amiloides tienen propiedades morfológicas comunes, tiñen
con tintes específicos (por ejemplo, rojo Congo), y tienen una
apariencia birrefringente rojo-verde característica
en luz polarizada después de teñido. Ellas también comparten
características ultraestructurales comunes y difracción de rayos x
común y espectro infrarrojo. Ejemplos de proteínas amiloidogénicas
incluyen transtiretina (TTR por sus siglas en inglés), proteína
priónica (PrP por sus siglas en inglés), amilina (IAPP por sus
siglas en inglés), factor natriurético auricular (ANF por sus siglas
en inglés), cadena ligera kappa, cadena ligera lambda, amiloide A,
procalcitonina, cistatina C, microglobulina \beta2,
ApoA-I, gelsolina, calcitonina, fibrinógeno,
lisozima, Huntington, y \alpha-sinucleina.
Como se utiliza intercambiablemente aquí, los
términos "L" y "ligador" incluyen un enlace directo o
cualquier agente que se pueda utilizar para ligar la región
constante de cadena pesada de inmunoglobulina o un fragmento de
éste y el péptido capaz de unirse a una proteína amiloidogénica.
Los ligadores preferidos incluyen ligadores
peptídicos así como también reticuladores heterobifuncionales, que
se pueden utilizar para enlazar proteínas en etapas. Una amplia
variedad de reticuladores heterobifuncionales son conocidos en la
técnica, incluyendo succinimidil
4-(N-maleimidometil)
ciclohexano-1-carboxilato (SMCC por
sus siglas en inglés), éster de
m-Maleimidobenzoil-N-hidroxisuccinimida
(MBS por sus siglas en inglés); N-succinimidil
(4-yodoacetil) aminobenzoato (SIAB por sus siglas en
inglés), succinimidil 4-(p-maleimidofenil) butirato
(SMPB por sus siglas en inglés), clorhidrato de
1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)
carbodiimida (EDC por sus siglas en inglés),
4-succinimidil-oxicarbonil-a-metil-a-(2-piridilditio)-tolueno
(SMPT por sus siglas en inglés), N-succinimidil
3-(2-piridilditio) propionato (SPDP por sus siglas
en inglés), succinimidil
6-[3-(2-piridilditio)propionato]hexanoato
(LC-SPDP por sus siglas en inglés).
En una modalidad, el ligador es un residuo de
amino ácido o una secuencia de residuos de amino ácido.
Preferiblemente, el ligador es de aproximadamente
1-20, aproximadamente 1-15,
aproximadamente 1-10, o aproximadamente
1-5 residuos de amino ácido. Más preferiblemente,
el ligador comprende residuos de amino ácido con cadenas laterales
pequeñas, por ejemplo, alanina o glicina. Más preferiblemente, el
ligador es Ala_{N} o Gly_{N}, donde N es aproximadamente
1-10 residuos.
La presente invención también suministra métodos
para tratar un sujeto que sufre de un desorden amiloidogénico. Los
métodos incluyen administrar al sujeto una cantidad terapéuticamente
efectiva de un compuesto de la invención, tratando de esta manera
al sujeto que sufre del desorden amiloidogénico.
Como se utiliza aquí, el término "desorden
amiloidogénico" incluye cualquier enfermedad, desorden o
condición causada o caracterizada por depósitos de una proteína
amiloidogénica. Ejemplos no limitantes de desordenes
amiloidogénicos incluyen aquellos causados o caracterizados por
depósitos de Transtiretina (TTR por sus siglas en inglés), por
ejemplo, polineuropatía amiloide familiar (tipos portugués, japones
y suizo), cardiomiopatía amiloide familiar (tipo holandés),
amiloide cardiaco aislado y amiloidosis senil sistémica; aquellas
causadas o caracterizadas por depósitos de Proteína Priónica (PrP
por sus siglas en inglés), por ejemplo, encefalopatías
espongiformes, que incluye tembladera de las ovejas, encefalopatía
espongiforme bovina en vacas y enfermedad de
Creutzfeldt-Jakob (CJ por sus siglas en inglés) y
síndrome de
Gerstmann-Straussler-Scheinker (GSS
por sus siglas en inglés) en humanos; causadas aquellas o
caracterizadas por depósitos de Polipéptido Amiloide de Islete IAPP
por sus siglas en inglés, (también conocida como amilina), por
ejemplo, diabetes de aparición en adulto e insulinoma; causados
aquellos o caracterizados por depósitos de Factor Natriurético
Auricular (ANF por sus siglas en inglés), por ejemplo, amiloide
auricular aislado; causadas aquellas o caracterizadas por depósitos
de Cadena Ligera Kappa o Lambda, por ejemplo, amiloidosis idiopática
(primaria), amiloidosis asociada a mieloma o macroglobulinemia, y
amiloidosis nodular primaria cutánea localizada asociada con el
síndrome de Sjogren; causadas aquellas o caracterizadas por
depósitos de Amiloide A, por ejemplo, amiloidosis reactiva
(secundaria) (ver por ejemplo, Liepnieks, J.J., et al. (1995)
Biochim. Biophys. Acta 1270:81-86), Fiebre
Mediterránea familiar y nefropatía amiloide familiar con urticaria y
sordera (síndrome de Muckle-Wells); causadas
aquellas o caracterizadas por depósitos de Cistatina C, por ejemplo,
hemorragia cerebral hereditaria con amiloidosis del tipo Islandia;
causadas aquellas o caracterizadas por depósitos de microglobulina
\beta2 (\beta2M), por ejemplo, complicaciones asociadas con
hemodiálisis de largo plazo; causadas aquellas o caracterizadas por
depósitos de Apolipoproteina A-I
(ApoA-I por sus siglas en inglés), por ejemplo,
amiloidosis sistémica no neuropática hereditaria (polineuropatía
amiloide familiar III); causadas aquellas o caracterizadas por
depósitos de Gelsolin, por ejemplo, amiloidosis familiar del tipo
Terminación; causadas aquellas o caracterizadas por depósitos de
Procalcitonina o calcitonina, por ejemplo, fibrilas amiloides
asociadas con carcinoma medular de la tiroides; causadas aquellas o
caracterizadas por depósitos de Fibrinógeno, por ejemplo,
amiloidosis renal hereditaria; y aquellas causadas o caracterizadas
por depósitos de Lisozima, por ejemplo, amiloidosis sistémica
hereditaria. Otros ejemplos de desordenes amiloidogénicos incluyen
enfermedad de Huntington y miocítis de cuerpo de inclusión.
Como se utiliza aquí, el término "sujeto"
incluye animales de sangre caliente, preferiblemente mamíferos, que
incluye humanos. En una modalidad preferida, el sujeto es un
primate. En aún una modalidad más preferida, el primate es un
humano.
Como se utiliza aquí, el término
"administrar" a un sujeto incluye dispensar, entregar o aplicar
un compuesto, por ejemplo, un compuesto en una formulación
farmacéutica (como se describió aquí), a un sujeto mediante
cualquier ruta adecuada para entrega del compuesto al sitio deseado
en el sujeto, incluyendo entrega por ruta parenteral u oral,
inyección intramuscular, inyección subcutánea/intradérmica,
inyección intravenosa, administración bucal, entrega transdérmica y
administración por ruta del tracto rectal, colónico, vaginal,
intranasal o respiratorio (por ejemplo, mediante inhalación).
Como se utiliza aquí, el término "cantidad
efectiva" incluye una cantidad efectiva, en dosis y durante
períodos de tiempo necesarios, para lograr el resultado deseado,
por ejemplo, suficiente para tratar un desorden amiloidogénico en
un sujeto. Una cantidad efectiva de un compuesto de la invención,
como se definió aquí puede variar de acuerdo con factores tales
como el estado de enfermedad, la edad y el peso del sujeto, y la
capacidad del compuesto a elicitar la respuesta deseada en el
sujeto. Los regímenes de dosis se pueden ajustar para suministrar
la respuesta terapéutica óptima. Una cantidad efectiva también es
una en la cual cualquier efecto tóxico o de detrimento (por
ejemplo, efectos colaterales) del compuesto son sopesados por los
efectos terapéuticamente benéficos.
Una cantidad terapéuticamente efectiva de un
compuesto de la invención (es decir, una dosis efectiva) puede
variar desde aproximadamente 0.001 a 30 mg/kg de peso de cuerpo,
preferiblemente aproximadamente 0.01 a 25 mg/kg de peso de cuerpo,
más preferiblemente aproximadamente 0.1 a 20 mg/kg de peso de
cuerpo, y aún más preferiblemente aproximadamente 1 a 10 mg/kg, 2 a
9 mg/kg, 3 a 8 mg/kg, 4 a 7 mg/kg, o 5 a 6 mg/kg de peso de cuerpo.
La persona experta apreciará que ciertos factores pueden
influenciar la dosis requerida para tratar efectivamente un sujeto,
que incluye pero no está limitado a la severidad de la enfermedad o
desorden, tratamientos previos, la salud general y/o la edad del
sujeto, y otras enfermedades presentes. Más aún, el tratamiento de
un sujeto con una cantidad terapéuticamente efectiva de un
compuesto de la invención puede incluir un tratamiento simple o,
preferiblemente, puede incluir una serie de tratamientos. En un
ejemplo, un sujeto se trata con un compuesto de la invención en el
rango de entre aproximadamente 0.1 a 20 mg/kg de peso de cuerpo, una
vez por semana entre aproximadamente 1 a 10 semanas,
preferiblemente entre 2 a 8 semanas, más preferiblemente entre
aproximadamente 3 a 7 semanas, y aún más preferiblemente durante
aproximadamente 4, 5, o 6 semanas. También se apreciará que la
dosis efectiva de un compuesto de la invención utilizada para el
tratamiento puede incrementar o disminuir durante el curso de un
tratamiento
particular.
particular.
Varios aspectos adicionales de la presente
invención se describen con detalle adicional en las siguientes
subsecciones.
La región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina utilizada en los compuestos de la invención se puede
obtener utilizando una variedad de técnicas conocidas en el arte.
Por ejemplo, las preparaciones de inmunoglobulina policlonales (que
pueden ser descompuestas como se describe adelante para generar
regiones constantes de cadena pesada de inmunoglobulina o
fragmentos de ésta) se pueden derivar directamente de la sangre de
las especies animales deseadas. Así, en el caso de los humanos, las
preparaciones de inmunoglobulina policlonal se pueden preparar de
unidades vencidas de sangre que utilizan protocolos conocidos o
fácilmente descubiertos por aquellos expertos en la técnica. Tales
productos son comercialmente disponibles (Sandoz Limited; Cutter
Laboratories; Hyland Laboratories) y son utilizados rutinariamente
para la preparación de inmunoglobulinas.
Además, si se desea, las preparaciones de
inmunoglobulina policlonal se pueden preparar de la sangre de los
sujetos inmunizados de las especies deseadas luego de la
inmunización con cualquiera de una variedad de antígenos, seguido
por el producto de la sangre y procesándola de acuerdo con técnicas
conocidas. Una ventaja distintiva de preparaciones de
inmunoglobulina no específicas es que al preparar la inmunoglobulina
de las mismas especies en la cual ésta se administrará, las
reacciones inmunes a través de las barreras de las especies se
evitan y las administraciones repetidas del mismo producto son
menos probables para causar efectos colaterales. Se debe enfatizar
que las administraciones a especies cruzadas se pueden hacer. Sin
embargo, su uso podría incrementar la incidencia de reacciones
adversas tales como reacciones anafilácticas, reacciones febriles,
y/o la generación de la respuesta inmune a la proteína de
inmunoglobulina extraña que bloqueará su uso efectivo, así como
también el peligro a la salud del sujeto. El evitar tales
reacciones aumenta grandemente la atracción de utilizar una
preparación de inmunoglobulina que son de las mismas especies que
están siendo tratadas.
Las inmunoglobulinas monoclonales (que se pueden
descomponer como se describió adelante para generar regiones
constantes de cadena pesada de inmunoglobulina o fragmentos de
éstas) se pueden preparar utilizando técnicas bien conocidas tales
como la técnica de hibridoma originalmente descrita por Kohler y
Milstein (1975) Nature 256:495-497) (ver también,
Brown et al. (1981) J. Immunol. 127:539-46;
Brown et al. (1980) J. Biol. Chem.
255:4980-83; Yeh et al. (1976) Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 76:2927-31; y Yeh et al.
(1982) Int. J. Cancer 29:269-75; la más reciente
técnica de hibridoma de célula B humana (Kozbor et al. (1983)
Immunol Today 4:72; o la técnica hibridoma EBV (Cole et al.
(1985), Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss,
Inc., pp. 77-96). La tecnología de producir
hibridomas de anticuerpo monoclonal es bien conocida (ver en
general, R. H. Kenneth, in Monoclonal Antibodies: A New Dimension
In Biological Analyses, Plenum Publishing Corp., New York, New York
(1980); E. A. Lerner (1981) Yale J. Biol. Med.,
54:387-402; M. L. Gefter et al. (1977)
Somatic Cell Genet. 3:231-36).
Cualquiera de los muchos protocolos bien
conocidos utilizados para fusionar los linfocitos y las líneas
celulares inmortalizadas se puede aplicar para el propósito de
generar un anticuerpo (ver, por ejemplo, G. Galfre et al.
(1977) Nature 266:55052; Gefter et al. Somatic Cell Genet.,
cited supra; Lerner, Yale J. Biol. Med., cited supra;
Kenneth, Monoclonal Antibodies, cited supra). Más aún, la
persona medianamente versada apreciará que existen muchas
variaciones de tales métodos que también serían útiles. Típicamente,
la línea celular inmortal (por ejemplo, una línea celular de
mieloma) se deriva de las mismas especies de mamífero como los
linfocitos. Por ejemplo, los hibridomas de murino se pueden hacer
al fusionar linfocitos de un ratón inmunizado con una preparación
inmunogénica de la presente invención con una línea celular de ratón
inmortalizada. Las líneas celulares inmortales preferidas son las
líneas celulares de mieloma de ratón que son sensibles al medio de
cultivo que contiene hipoxantina, aminopterina y timidina ("medio
HAT"). Cualquier número de líneas celulares de mieloma se puede
utilizar como un compañero de fusión de acuerdo con las técnicas
estándar, por ejemplo, las líneas del mieloma
P3-NS1/1-Ag4-1,
P3-x63-Ag8.653 o
Sp2/O-Ag14. Estas líneas de mieloma están
disponibles del ATCC. Típicamente, las células de mieloma de ratón
sensibles a HAT son fusionadas a esplenocitos de ratón utilizando
polietilenglicol ("PEG" por sus siglas en inglés). Las células
de hibridoma que resultan de la fusión son entonces seleccionadas
utilizando medio HAT, que mata las células de mieloma no fundidas e
improductivamente fusionadas (los esplenocitos no fusionados mueren
después de varios días porque ellos no son transformados).
La alternativa a preparar hibridomas que
secretan anticuerpos monoclonales, un anticuerpo monoclonal (que se
puede clivar como se describió adelante para generar regiones
constantes de cadena pesada de inmunoglobulina o fragmentos de
éstas) se puede aislar de una librería de inmunoglobulina
combinatoria recombinante (por ejemplo, una librería de despliegue
de fago de anticuerpo). Los kits para generar y seleccionar las
librerías de despliegue de fago están comercialmente disponibles
(por ejemplo, the Pharmacia Recombinant Phage Antibody System,
Catálogo No. 27-9400-01; y el
Stratagene SurfZAP^{TM} Phage Display Kit, Catálogo No. 240612).
Adicionalmente, ejemplos de los métodos y reactivos particularmente
responsables por el uso de generar y seleccionar librerías de
despliegue de anticuerpo se pueden encontrar en, por ejemplo,
Ladner et al. Patente U.S. No. 5,223,409; Kang et al.
Publicación Internacional PCT No. WO 92/18619; Dower et al.
Publicación Internacional PCT No. WO 91/17271; Winter et al.
Publicación Internacional PCT No. WO 92/20791; Markland et
al. Publicación Internacional PCT No. WO 92/15679; Breitling
et al. Publicación Internacional PCT No. WO Publicación
Internacional WO 93/01288; McCafferty et al. PCT Publicación
Internacional No. WO 92/01047; Garrard et al. PCT Publicación
Internacional No. WO 92/09690; Ladner et al. PCT Publicación
Internacional No. WO 90/02809; Fuchs et al. (1991) Biol
technology 9: 1370-1372; Hay et al. (1992)
Hum. Antibody. Hibridomas 3:81-85 et al.
(1989) Science 246: 1275-1281; Griffiths et
al. (1993) EMBO J 12: 725-734; Hawkins et
al. (1992) J, Mol. Biol. 226: 889-896; Clarkson
et al. (1991) Nature 352: 624-628; Gram
et al. (1992) Proc. Acad. Sci. USA 89:
3576-3580; Garrad et al. (1991) Biol
Technology 9: 1373-1377; Hoogenboom et al.
(1991) Nuc. Acid. Res. 19: 4133-4137; Barbas et
al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
88:7978-7982; y McCafferty et al. Nature
(1990) 378:552-554.
Adicionalmente, las inmunoglobulinas
recombinantes, tales como las inmunoglobulinas quiméricas y
humanizadas, que comprenden tanto porciones humanas como no
humanas, que se pueden hacer utilizando técnicas de ADN
recombinantes estándar también se pueden utilizar para generar
regiones constantes de cadena pesada de inmunoglobulina o
fragmentos de ésta. Tales inmunoglobulinas/anticuerpos monoclonales
quiméricos y humanizados se pueden producir mediante técnicas de
ADN recombinantes conocidas en el arte, por ejemplo utilizando los
métodos descritos en Robinsón et al. Solicitud Internacional
No. PCT/US 86/02269; Akira et al, Solicitud de Patente
Europea 184,187: Taniguchi, M., Solicitud de Patente Europea
171,496; Morrison et al. Solicitud de Patente Europea
173,49; Neuberger et al. Solicitud internacional No. WO
86/01533; Cabilly et al. Patente U.S. No. 4,816,567; Cabilly
et al. Solicitud de Patente Europea 125,023; Better et
al. (1988) Science 240: 1041-1043; Liu et
al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
84:3439-3443; Liu et al. (1987) J. Immunol.
139:3521-3526; Sun et al. (1987) Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 84:214-218; Nishimura et al.
(1987) Canc. Res. 47:999-1005; Word et al,
(Nature 314:446-449; y Shaw et al. (1988) J.
Natl. Cancer. Inst. 80:1553-1559); Morrison, S. L.
(1985) Science 229:1202-1207; Oi et al.
(1986) Bio Techniques 4:214; Winter U.S. Patente 5,225,539; Jones
et al. (1986) Nature 321:552-525; Verhoeyan
et al. (1988) Science 239:1534; y Beidler et al.
(1988) J. Immunol. 141:4053-4060.
Los anticuerpos/inmunoglobulinas preparados por
cualquiera de las técnicas anteriores pueden entonces ser
descompuestos, por ejemplo, utilizando enzimas conocidas tales como
papaina, pepsina, y subtilisina, para generar regiones constantes
de cadena pesada inmunoglobulina o fragmentos de esta.
Más aún, los compuestos de la invención (que
comprenden una región constante de cadena pesada de inmunoglobulina
o un fragmento de esta, por ejemplo un fragmento que comprende las
regiones Fc) se pueden generar como proteínas de fusión utilizando
técnicas de ADN recombinantes estándar como se describen en detalle
adicional adelante.
El componente "P" de los compuestos de la
invención puede ser cualquier molécula que comprende 4 o más
residuos de amino ácidos ligados por enlaces amida que tienen la
capacidad de unirse a una proteína Amiloidogénica.
En una modalidad el componente "P" de los
compuestos de la invención se diseña con base en la secuencia de
amino ácido del \beta-AP natural. Los términos
"\beta-AP natural", "péptido
\beta-amiloide natural", y "péptido A\beta
natural", utilizados intercambiablemente aquí, pretenden
comprender productos de descomposición proteolítica de ocurrencia
natural de la proteína precursora \beta amiloide (APP) que están
involucradas en la agregación de \beta-AP y
\beta-amiloidosis. Estos péptidos naturales
incluyen péptidos \beta-amiloide que tienen
39-43 amino ácidos (es decir
A\beta_{1-39},
A\beta_{1-40},
A\beta_{1-41},
A\beta_{1-42}, y
A\beta_{1-43},). Los residuos de amino ácido
aminoterminal del \beta-A\beta natural
corresponden al residuo de ácido aspártico en la posición 672 de la
forma de residuo de amino ácido 770 de la proteína precursora
amiloide ("APPP-770"). La forma larga de 43
amino ácidos del \beta-AP natural tiene la
secuencia de amino ácido DAEFRHDSG
YEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIAT (SEQ ID NO. 1), mientras que las formas más cortas tienen los residuos de aminoácido de unión suprimidos del extremo carboxi-terminal. Cualquier fragmento del \beta-AP natural que es capaz de unirse a una proteína amiloidogénica se puede utilizar en el componente "P" en los compuestos de la invención. Preferiblemente, el componente "P" en los compuestos de la invención puede comprender al menos 4, 5, 6, 7, 8, 9, 20, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20 amino ácidos contiguos del A\beta natural.
YEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIAT (SEQ ID NO. 1), mientras que las formas más cortas tienen los residuos de aminoácido de unión suprimidos del extremo carboxi-terminal. Cualquier fragmento del \beta-AP natural que es capaz de unirse a una proteína amiloidogénica se puede utilizar en el componente "P" en los compuestos de la invención. Preferiblemente, el componente "P" en los compuestos de la invención puede comprender al menos 4, 5, 6, 7, 8, 9, 20, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20 amino ácidos contiguos del A\beta natural.
En una modalidad preferida, el componente
"P" en los compuestos de la invención se designa con base en la
secuencia de amino ácido de un "dominio de núcleo de agregación
A\beta" (ACD). Como se utiliza aquí, el término "dominio de
núcleo de agregación A\beta" se refiere a la subregión del
péptido \beta-amiloide que es suficiente para
modular la agregación de los \beta-AP naturales
cuando esta subregión, en su forma de amino ácido L, es
apropiadamente modificada (por ejemplo modificada en el
amino-terminal), como se describió en detalle en la
Solicitud de Patente U.S. Serie No. 08/548,998 y la solicitud de
Patente U.S. Serie No. 08/616,081, cuyos contenidos de cada una se
incorporan expresamente aquí como referencia. Preferiblemente, el
componente "P" en los compuestos de la invención es modelado
después de una subregión del \beta-AP natural que
es de menos de 15 amino ácidos de longitud y más preferiblemente
está entre 4-10 amino ácidos de longitud. En varias
modalidades, el componente "P" en los compuestos de la
invención es, o se modifica después de, una subregión de
\beta-AP que es de 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,
13, 14, 15, o más amino ácidos de longitud.
En una modalidad, la subregión del
\beta-AP luego de la cual el componente "P"
en los compuestos de la invención es modelado en una región interna
o carboxi-terminal del \beta-AP
(es decir corriente abajo del amino terminal en la posición del
amino ácido 1). P puede así, ser un fragmento del \betaA que
incluye 35 o menos, 30 o menos, 25 o menos, 20 o menos, o 15 o
menos residuos de amino ácido. En otra modalidad, el componente
"P" de los compuestos de la invención, es, o es modelado
después, de una subregión de \beta-AP que es
hidrófoba. Los componentes "P" preferidos comprenden los
residuos de amino ácidos 16-30,
17-20, 17-21,
16-25, o 1-25 del
\beta-AP natural
(A\beta_{16-30},
A\beta_{17-20},
A\beta_{17-21},
A\beta_{16-25}, o
A\beta_{1-25}, respectivamente). Las secuencias
de amino ácido del A\beta_{17-20}, y el
A\beta_{17-21}, son
Leu-Val-Phe-Phe (SEQ
ID NO: 2) y
Leu-Val-Phe-Phe Ala
(SEQ ID NO: 3), respectivamente.
El componente "P" en los compuestos de la
invención puede comprender una secuencia del amino ácido D que
corresponde a la secuencia del amino ácido L del
A\beta_{17-20},
A\beta_{17-21},
A\beta_{16-25}, o
A\beta_{1-25}, una secuencia del aminoácido D
que es un isómero retroinverso de la secuencia del amino ácido L del
A\beta_{17-20},
A\beta_{17-21},
A\beta_{16-25}, o
A\beta_{1-25}, o una secuencia del amino ácido D
que es una versión revuelta o sustituida de la secuencia del amino
ácido L del A\beta_{17-20},
A\beta_{17-21},
A\beta_{16-25}, o
A\beta_{1-25}. Las estructuras de los
componentes "P" efectivos son generalmente hidrófobos y se
caracterizan por la presencia de al menos dos estructuras de amino
ácidos D independientemente seleccionados del grupo que consiste de
una estructura de leucina D, una estructura de fenilalanina D y una
estructura de valina D. Como se utiliza aquí el término "una
estructura del amino ácido D" (tal como una "estructura de
leucina D", una "estructura de fenilalanina D" o una
"estructura de valina D") pretende incluir el amono ácido D,
así como también los análogos, derivados y miméticos del amino ácido
D que mantiene la capacidad del componente "P" a unirse a una
proteína amiloidogénica. Por ejemplo, el término "estructura de
fenilalanina D" pretende incluir la fenilalanina D así como
también la piridil alanina D y la homofenil alanina D. El término
"estructura de leucina D" pretende incluir la leucina D, así
como también la sustitución con la valina D u otros amino ácidos
naturales no naturales que tienen una cadena natural alifática tal
como la norleucina D. El término "estructura de valina D"
pretende incluir la valina D, así como también la sustitución de la
leucina D u otros amino ácidos naturales o no naturales y que
tienen una cadena lateral alifática.
En otras modalidades, la estructura peptídica
del componente "P" en los compuestos de la invención comprende
al menos dos estructuras del amino ácido D independientemente
seleccionados del grupo que consiste de la estructura de leucina D,
una estructura de fenilalanina D, una estructura de valina D, una
estructura de alanina D, una estructura de tirosina D y una
estructura de yodo tirosona D. En otra modalidad, la estructura
peptídico del componente "P" en los compuestos de la invención
está comprendida de al menos tres estructuras de amino ácido D
independientemente seleccionadas del grupo que consiste de la
estructura de leucina D, la estructura de fenil alanina D y la
estructura de la valina D. En aún otra modalidad, la estructura
peptídico del componente "P" en los compuestos de la invención
está comprendida de al menos tres estructuras del amino ácido D
independientemente seleccionadas del grupo que consiste de la
estructura de leucina D, una estructura de fenil alanina D, una
estructura de valina D, una estructura de alanita D, una estructura
de tirosina D, una estructura de yodo tirosina D. En aún otra
modalidad, la estructura peptídica del componente "P" en los
compuestos de la invención comprende al menos cuatro estructuras
del amino ácido D independientemente seleccionadas del grupo que
consiste de la estructura de leucina D, una estructura de fenil
alanina D y una estructura de valina D. En aún otra modalidad, la
estructura peptídica del componente "P" en los compuestos de la
invención está comprendida de al menos cuatro estructuras de
aminoácido D independientemente seleccionadas del grupo que consiste
de la estructura de leucina D, una estructura de fenil alanina D y
una estructura de valina D. En una modalidad preferida, la
estructura peptídica del componente "P".
En los compuestos de la invención incluye un
dipéptido de amino ácido D seleccionado del grupo que consiste de
D-Phe-D-Phe,
D-Phe-D-Tyr,
D-Tyr-D-Phe,
D-Phe-D-yodo Tyr
D-yodo
Tyr-D-Phe.
En una modalidad, el componente "P" de los
compuestos de la invención comprende una fórmula (I):
En donde Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y
Xaa_{4} son cada uno estructuras del amino ácido D y al menos dos
de Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} son,
independientemente, seleccionados del grupo que consiste de una
estructura de leucina D, una estructura de fenilalanina D y una
estructura de valina D;
Y, que puede estar o no presente, es una
estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{a}, en donde Xaa es
cualquier estructura del amino ácido D y a es un entero de 1 a
15;
Z, que puede estar o no presente, es una
estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{b}, en donde Xaa es
cualquier estructura del amino ácido D y b es un entero de 1 a
15;
A, que puede estar o no presente, es un grupo
modificante unido directamente o indirectamente al componente
"P"; y n es un entero de 1 a 15;
En donde Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3},
Xaa_{4}, Y, Z, A y n son seleccionados de tal forma que el
componente "P" se une a una proteína amiloidogénica. En una
sub-modalidad de esta fórmula, un quinto residuo del
amino ácido, Xaa_{5}, es el Terminal C especificado para
Xaa_{4} y Z, que puede estar o no presente, es una estructura que
tiene la fórmula (Xaa)_{b}, en donde Xaa es cualquier
estructura del amino ácido D y b es un entero de 1 a 14. De acuerdo
con esto, el componente "P" de los compuestos de la invención
puede comprender una fórmula (II):
En donde b es un entero de 1 a 14.
En una modalidad preferida, Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} de la fórmula (I) se seleccionan con
base en la secuencia del A\beta_{17-20}, o las
sustituciones aceptables de éste. De acuerdo con esto, en las
modalidades preferidas, Xaa_{1} es una estructura de alanina D o
una estructura de leucina D, Xaa_{2} es una estructura de valina
D, Xaa_{3} es una estructura de fenilalanina D, y una estructura
de tirosina D o una estructura de yodotirosina D y Xaa_{4} es una
estructura de fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una
estructura de yodotirosina D.
En otra modalidad preferida Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} y Xaa_{5} de la fórmula (II) se
seleccionan con base en la secuencia del
A\beta_{17-21}, o las sustituciones aceptables
de éste. De acuerdo con esto, en las modalidades preferidas,
Xaa_{1} es una estructura de alanina D o una estructura de leucina
D, Xaa_{2} es una estructura de valina D, Xaa_{3} es una
estructura de fenilalanina D, y una estructura de tirosina D o una
estructura de yodotirosina D, Xaa_{4} es una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una estructura de
yodotirosina D, y Xaa_{5} es una estructura de alanina D o una
estructura de leucina D.
En otra modalidad preferida Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} de la fórmula (I) se seleccionan
con base en el isómero retroinverso del
A\beta_{17-20}, o las sustituciones aceptables
de éste. De acuerdo con esto, en modalidades preferidas, Xaa_{1}
es una estructura de alanina D o una estructura de leucina D o una
estructura de fenilalanina D, Xaa_{2} es una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una estructura de
yodotirosina D, Xaa_{3} es una estructura de fenilalanina D, una
estructura de tirosina D o una estructura de yodotirosina D,
Xaa_{4} es una estructura de valina D, o una estructura de leucina
D.
En otra modalidad preferida Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} y Xaa_{5} de la fórmula (II) se
seleccionan con base en el isómero retroinverso del
A\beta_{17-21}, o las sustituciones aceptables
de éste. De acuerdo con esto, en las modalidades preferidas,
Xaa_{1} es una estructura de alanina D, una estructura de leucina
D o una estructura de fenilalanina D, Xaa_{2} es una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D, o una estructura de
yodotirosina D, Xaa_{3} es una estructura de fenilalanina D, una
estructura de tirosina D o una estructura de yodotirosina D,
Xaa_{4} es una estructura de valina D o una estructura de leucina
D, y Xaa_{5} es una estructura de leucina D.
En otra modalidad, el componente "P" de los
compuestos de la invención puede comprender una fórmula (III):
(III)A-(Y)-Xaa_{1}-Xaa_{2}-Xaa_{3}-Xaa_{4}-(Z)-B
En donde Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y
Xaa_{4} son cada uno estructuras del amino ácido D y al menos dos
de Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} son,
independientemente, seleccionadas del grupo que consiste de una
estructura de leucina D, una estructura de fenilalanina D y una
estructura de valina D;
Y, que puede estar o no presente, es una
estructura peptídica que tiene la fórmula (Xaa)_{a}, en
donde Xaa es cualquier estructura de amino ácido y a es un entero
de 1 a 15;
Z, que puede estar o no presente, es una
estructura peptídica que tiene la fórmula (Xaa)_{b}, en
donde Xaa es cualquier estructura de amino ácido y b es un entero
de 1 a 15;
A, que puede estar o no presente, es un grupo
modificante unido directamente o indirectamente al terminal amino
del componente "P"; y
B, que puede estar o no presente, es un grupo
modificante unido directa o indirectamente al terminal carboxi del
componente "P";
Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4}, Y,
Z, A y B son seleccionados de tal forma que el compuesto se une a
una proteína amiloidogénica. En una sub-modalidad de
la fórmula (III), un quinto residuo de amino ácido, Xaa_{5}, es
el terminal C especificado para el Xaa_{4} y Z, que puede estar o
no presente, es una estructura que tiene la fórmula
(Xaa)_{b}, en donde Xaa es cualquier estructura del amino
ácido D y b es un entero de 1 a 14. De acuerdo con esto, el
componente "P" de los compuestos de la invención puede
comprender una fórmula (IV):
(IV)A-(Y)-Xaa_{1}-Xaa_{2}-Xaa_{3}-Xaa_{4}-Xaa_{5}-(Z)-B
En donde b es un entero de 1 a 14.
En una modalidad preferida, Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} de la fórmula (III) se seleccionan
con base en la secuencia del A\beta_{17-20}, o
las sustituciones aceptables de éste. De acuerdo con esto, en las
modalidades preferidas, Xaa_{1} es una estructura de alanina D o
una estructura de leucina D, Xaa_{2} es una estructura de valina
D, Xaa_{3} es una estructura de fenilalanina D, una estructura de
tirosina D o una estructura de yodotirosina D y Xaa_{4} es una
estructura de fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una
estructura de yodotirosina D.
En otra modalidad preferida Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} y Xaa_{5} de la fórmula (IV) se
seleccionan con base en la secuencia del
A\beta_{17-21}, o las sustituciones aceptables
de éste. De acuerdo con esto, en las modalidades preferidas,
Xaa_{1} es una estructura de alanina D o una estructura de leucina
D, Xaa_{2} es una estructura de valina D, Xaa_{3} es una
estructura de fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una
estructura de yodotirosina D, Xaa_{4} es una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una estructura de
yodotirosina D, y Xaa_{5} es una estructura de alanina D o una
estructura de leucina D.
En otra modalidad preferida Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3} y Xaa_{4} de la fórmula (III) se seleccionan
con base en el isómero retroinverso del
A\beta_{17-20}, o las sustituciones aceptables
de éste. De acuerdo con esto, en modalidades preferidas, Xaa_{1}
es una estructura de alanina D, una estructura de leucina D o una
estructura de fenilalanina D, Xaa_{2} es una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una estructura de
yodotirosina D, Xaa_{3} es una estructura de fenilalanina D, una
estructura de tirosina D o una estructura de yodotirosina D y
Xaa_{4} es una estructura de valina D o una estructura de leucina
D.
En otra modalidad preferida Xaa_{1},
Xaa_{2}, Xaa_{3}, Xaa_{4} y Xaa_{5} de la fórmula (IV) se
seleccionan con base en el isómero retroinverso del
A\beta_{17-21}, o las sustituciones aceptables
de éste. De acuerdo con esto, en modalidades preferidas, Xaa_{1}
es una estructura de alanina D, una estructura de leucina D o una
estructura de fenilalanina D, Xaa_{2} es una estructura de
fenilalanina D, una estructura de tirosina D o una estructura de
yodotirosina D, Xaa_{3} es una estructura de fenilalanina D, una
estructura de tirosina D o una estructura de yodotirosina D,
Xaa_{4} es una estructura de valina D o una estructura de leucina
D y Xaa_{5} es una estructura de leucina D.
En modalidades preferidas, el componente
"P" en los compuestos de la invención puede comprender una
estructura peptídica seleccionada del grupo que consiste de
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-Phe-fenetilamida,
D-Leu-D-Val-D-Tyr-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-lodoTyr-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Tyr,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-lodoTyr,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Ala,
D-Ala-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Leu-D-Val-D-Tyr-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-lodoTyr-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Tyr-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-lodoTyr-D-Ala,
D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Val,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Leu-D-Leu,
D-Leu-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu-D-Val,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
y
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu.
Los componentes "P" preferidos pueden
comprender las amidas peptídicas del amino ácido D diseñadas con
base en los isómeros retroinversos anteriores del
A\beta_{17-21}, o las sustituciones aceptables
de éste.
Las estructuras peptídicas del amino ácido D de
los componentes "P" en los compuestos de la invención están
destinadas además a incluir otras modificaciones de péptido, que
incluyen análogos, derivados y miméticos, que retienen la capacidad
del componente "P" a unirse a una proteína amiloidogénica. Por
ejemplo, una estructura peptídica del amino ácido D de un
componente "P" puede ser adicionalmente modificado para
incrementar su estabilidad, biodisponibilidad, o solubilidad. Los
términos "análogo", "derivado" y "mimético" como se
utiliza aquí están destinados a incluir moléculas que semejan la
estructura química de una estructura peptídica D y retener las
propiedades funcionales de la estructura peptídica D. Las
aproximaciones para diseñar análogos de péptido, derivados y
miméticos son conocidas en la técnica. Por ejemplo, ver Farmer,
P.S. in Drug Design (E.J. Ariens, ed.) Academic Press, New York,
1980, vol. 10, pp. 119-143; Ball. J.B. y Alewood,
P.F. (1990) J. Mol. Recognition 3:55; Morgan, B.A. y Gainor, J.A.
(1989) Ann. Rep. Med. Chem. 24:243; y Freidinger, R.M. (1989) Trends
Pharmacol. Sci. 10:270. Ver también Sawyer, T.K. (1995)
"Peptidomimetic Design and Chemical Approaches to Peptide
Metabolism" en Taylor, M.D. y Amidon, G.L. (eds.)
Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and
Metabolism, Chapter 17; Smith, A.B. 3^{rd}, et al. (1995)
J. Am. Chem. Soc. 117:11113-11123; Smith, A.B.
3^{rd}, et al. (1994) J. Am. Chem. Soc.
116:9947-9962; y Hirschman, R., et al. (1993)
J. Am. Chem. Soc. 115:12550-12568.
Como se utiliza aquí, un "derivado" de un
compuesto X (por ejemplo, un péptido o amino ácido) se refiere a
una forma de X en la cual uno o más grupos de reacción sobre el
compuesto se han derivado con un grupo sustituyente. Ejemplos de
derivados de péptido incluyen péptidos en los cuales la cadena
lateral de un amino ácido, la estructura del péptido, o el amino o
el carboxi Terminal se han derivado (por ejemplo, compuestos
peptídicos con enlaces amida metilados). Como se utiliza aquí un
"análogo" de un compuesto X se refiere a un compuesto que
retiene las estructuras químicas de X necesarias para la actividad
funcional de X la cual todavía también contiene ciertas estructuras
químicas que difieren de X. Unos ejemplos de un análogo de un
péptido de ocurrencia natural es un péptido el cual incluye uno o
más amino ácidos de ocurrencia no natural. Como se utiliza aquí, un
"mimético" de un compuesto X se refiere a un compuesto en el
cual las estructuras químicas de X necesarias para la actividad
funcional de X se han reemplazado con otras estructuras químicas que
semejan la conformación de X. Ejemplos de peptidomiméticos incluyen
compuestos peptídicos en los cuales la estructura del péptido se
sustituye con una o más moléculas de benzodiazepina (ver, por
ejemplo, James, G.L. et al. (1993) Science
260:1937-1942).
Los análogos del componente "P" pretenden
incluir los compuestos en los cuales uno o más amino ácidos D de la
estructura del péptido son sustituidos con un amino ácido homólogo
de tal forma que las propiedades del componente "P" original
se mantiene. Preferiblemente las sustituciones conservadoras del
amino ácido se hacen en uno o más residuos de amino ácido. Una
"sustitución de amino ácido conservadora" es aquella en la cual
el residuo del amino ácido se reemplaza con un residuo de amino
ácido que tiene una cadena lateral similar. Las familias de los
residuos de amino ácido que tienen cadenas laterales similares se
han definido en la técnica, incluyendo cadenas laterales básicas
(por ejemplo, lisina, arginina, histidina), cadenas laterales ácidas
(por ejemplo, ácido aspártico, ácido glutámico), cadenas laterales
polares no cargadas (por ejemplo, glicina, asparagina, glutamina,
serina, treonina, tirosina, cisteína), cadenas laterales no polares
(por ejemplo, alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina,
fenilalanina, metionina, triptofano), cadenas laterales
\beta-ramificadas (por ejemplo, trionina, valina,
isoleucina) y cadenas laterales aromáticas (por ejemplo, tirosina,
fenilalanina, triptofano, histidina). Ejemplos no limitantes de
sustituciones homólogas que se pueden hacer en las estructuras
peptídicas del componente "P" incluyen la sustitución de la
fenilalanina D con la tirosina D, la piridilalanina D o la
homofenilalanina D, la sustitución de la leucina D con la valina D u
otro amino ácido natural o no natural que tiene una cadena lateral
alifática y/o la sustitución de la valina D con la leucina D u otro
amino ácido natural o no natural que tiene una cadena lateral
alifática.
El término mimético, y en particular,
peptidomimético, pretenden incluir isosteres. El término
"isostere" como se utiliza aquí pretende incluir una
estructura química que se puede sustituir por una segunda estructura
química porque la conformación estérica de de la primera estructura
se ajusta a un sitio de unión específico para la segunda
estructura. El término específicamente incluye modificaciones de la
estructura del péptido (es decir, los miméticos de unión de amida)
bien conocidos por aquellos expertos en la técnica. Tales
modificaciones incluyen modificaciones del nitrógeno amida, el
\alpha-carbono, amida carbonilo, completan el
reemplazo de la unión de amida, extensiones, supresiones o
reticulaciones de estructura. Varias modificaciones de la
estructura del péptido son conocidas, incluyendo
\psi[CH_{2}S], \psi[CH_{2}NH],
\psi[CSNH_{2}], [NHCO], \psi[COCH_{2}], y
\psi[(E] o (Z) CH=CH]. En la nomenclatura utilizada anteriormente,
\psi indica la ausencia de una unión amida. La estructura que
reemplaza el grupo amida se especifica dentro de paréntesis.
Otras posibles modificaciones incluyen una
sustitución N-alquilo (o arilo)
(\psi[CONR]), o la reticulación de la estructura para
construir lactamas y otras estructuras cíclicas. Otros derivados del
componente "P" incluyen derivados de hidroximetilo
C-terminales, los derivados
O-modificados (por ejemplo, el hidroximetil bencil
éter C-terminal), los derivados modificados
N-terminalmente que incluye amidas sustituidas tales
como alquilamidas e hidrazidas y los componentes "P" en los
cuales el residuo fenilalanina C-terminal se
reemplaza con un análogo de fenetilamida (por ejemplo,
Val-Phe-fenetilamida como un análogo
del tripéptido Val-Phe-Phe).
Un componente "P" también se puede
modificar con un grupo modificante. El término "grupo
modificante" pretende incluir estructuras que están directamente
unidas a la estructura peptídica del componente "P" (por
ejemplo, por un grupo acoplante), así como también aquellos que
están indirectamente unidos a la estructura peptídica (por ejemplo,
por una asociación no covalente estable o por un acoplamiento
covalente a residuos de amino ácido adicionales, o miméticos,
análogos o derivados de éstos, que pueden flanquear la estructura
peptídica). Por ejemplo, el grupo modificante se puede acoplar al
amino terminal o al carboxi terminal del componente "P".
Alternativamente, el grupo modificante se puede acoplar a la cadena
lateral de al menos un residuo amino ácido L o D del componente
"P" (por ejemplo, a través del grupo amino épsilon de un
residuo o residuos lisilo, a través del grupo carboxilo del residuo
o residuos de ácido aspártico o un residuo o residuos de ácido
glutámico, a través de un grupo hidroxi de un residuo o residuos
tirosilo, un residuo o residuos serina o un residuo o residuos
treonina u otro grupo reactivo adecuado o una cadena lateral de
amino ácido). Los grupos modificantes covalentemente acoplados al
componente "P" se puede unir por medio y utilizando métodos
bien conocidos en la técnica para enlazar estructuras químicas, que
incluyen, por ejemplo, amida, alquilamino, carbamato, urea o
uniones éster.
Un componente "P" de los compuestos de la
invención (así como también un componente "L" o un componente
"I" de los compuestos de la invención) se pueden modificar
además para marcar el componente "P" (o el componente "L"
o el componente "I") con una sustancia detectable. Las
sustancias detectables adecuadas incluyen varias enzimas, grupos
prostéticos, materiales fluorescentes, materiales luminiscentes y
materiales radioactivos. Ejemplos de enzimas adecuadas incluyen
peroxidasa de cola de caballo, fosfatasa alcalina,
\beta-galactosidasa, o acetilcolinesterasa;
ejemplos de complejos de grupo prostético adecuados incluyen
estreptavidina/biotina y avidina/biotina; ejemplos de materiales
fluorescentes adecuados incluyen umbeliferona, fluorescina,
fluoresceína isotiocianato, rodamina, diclorotriazinilamina
fluoresceína, cloruro de dansilo o ficoeritrina; un ejemplo de un
material luminiscente incluye lumitol; y ejemplos de material
radioactivo adecuado incluye ^{14}C, ^{123}I, ^{124}I,
^{125}I, ^{131}I, ^{99m}Tc, ^{35}S o ^{3}H. En una
modalidad preferida, un componente "P" (o un componente
"L" o uno "I") es radioactivamente marcado con ^{14}C, o
mediante incorporación del ^{14}C en el grupo modificante o una o
más estructuras de amino ácido en el componente "P" (o el
componente "L" o el "I"). Los componentes marcados de la
invención se pueden utilizar para evaluar las farmacocinéticas
in vivo de los compuestos de la invención, así como también
detectar la agregación de la proteína amiloidogénica, por ejemplo
para propósitos de diagnóstico. La agregación de la proteína
amiloidogénica se puede detectar en una muestra in vivo o
in vitro derivada de un sujeto.
Preferiblemente, para el uso como un agente de
diagnóstico in vivo, un compuesto de la invención se marca
(por vía del componente "P" o del "L" o el "I") con
tecnecio radioactivo, por ejemplo, ^{99m}Tc, o yodo. Los métodos
para marcar compuestos peptídicos con tecnecio son conocidos en la
técnica (ver, por ejemplo, las Patentes U.S. No. 5,443,815,
5,225,180 y 5,405,597, todas de Dean et al.;
Stepniak-Biniakiewicz, D., et al. (1992) J.
Med. Chem. 35:274-279; Fritzberg, A.R., et
al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
85:4025-4029; Baidoo, K.E., et al. (1990)
Cancer Res. Suppl. 50:799s-803s; y Regan, L. y
Smith, C.K. (1995) Science 270:980-982). Un grupo
modificante se puede escoger el cual suministra un sitio al cual un
grupo de quelación para ^{99m}Tc se puede introducir, tal como el
derivado Aic del ácido cólico, que tiene un grupo amino libre. En
otra modalidad, el componente "P" (o el componente "L" o
el "I") se pueden marcar con yodo radioactivo. Por ejemplo, un
residuo de fenilalanina con el componente "P" (tal como
Phe_{19} o Phe_{20} dentro de la secuencia A\beta) se puede
sustituir con yodotirosilo radioactivo. Cualquiera de los varios
isótopos del yodo radioactivo se pueden incorporar para crear un
agente de diagnóstico. Preferiblemente, ^{123}I (vida media = 13.2
horas) se utiliza para gamagrafía del cuerpo completo, ^{124}I
(vida media = 4 días) se utiliza para tomografía de emisión de
positrones (PET, por sus siglas en inglés), ^{125}I (vida media =
60 días) se utiliza para estudios de cambio metabólico y ^{131}I
(vida media = 8 días) se utiliza para estudios con imágenes de
conteo completo del cuerpo y de resolución baja retrazada.
En una modalidad, un componente "P" se
prepara en una forma de "profármaco", en donde el componente
"P" mismo no se une a una proteína amiloidogénica, sino en su
lugar es capaz de ser transformado, luego del metabolismo in
vivo, en un péptido capaz de unirse a una proteína
amiloidogénica, como se definió aquí. Una variedad de estrategias
son conocidas en la técnica para preparar profármacos de péptido que
limitan el metabolismo con el fin de optimizar el suministro de la
forma activa del fármaco basado en péptido (ver, por ejemplo, Moss,
J. (1995) en Peptide-Based Drug Design: Controlling
Transport and Metabolism, Taylor, M.D. y Amidon G.L. (eds),
Capitulo 18. Adicionalmente las estrategias se han ajustado
específicamente para lograr el suministro de CNS con base en el
"metabolismo secuencial" (ver, por ejemplo, Bodor, N., et
al. (1992) Science 257:1698-1700; Prokai, L.,
et al. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116:
2643-2644; Bodor, N. y Prokai, L. (1995) en
Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport
and Metabolism, Taylor, M.D. y Amidon, G.L. (eds), Capitulo 14. En
una modalidad de una forma de profármaco de un componente "P",
el grupo modificante comprende un alquil éster para facilitar la
permeabilidad de la barrera sangre-cerebro.
Los péptidos capaces de unir una proteína
amiloidogénica (el componente "P" en los compuestos de la
invención) se puede separar mediante técnicas estándar conocidas en
la técnica, tales como aquellas descritas en Bodansky, M.
Principles of Peptide Synthesis, Springer Verlag, Berlin (1993) y
Grant, G.A (ed.). Synthetic Peptides: A User's Guide, W.H. Freeman
and Company, New York (1992). Los sintetizadores de péptido
automatizados están comercialmente disponibles (por ejemplo,
Advanced ChemTech Modelo 396; Milligen/Biosearch 9600).
Adicionalmente, uno o más grupos modulantes se pueden unir al
componente "P" mediante métodos estándar, por ejemplo
utilizando métodos para la reacción a través del grupo amino (por
ejemplo, el grupo alfa-amino en el
amino-terminal de un péptido), un grupo carboxilo
(por ejemplo, en el terminal carboxi de un péptido), un grupo
hidroxilo (por ejemplo, sobre un residuo tirosina, serina o
treonina) u otro grupo reactivo adecuado sobre una cadena lateral
de amino ácido (ver, por ejemplo, Greene, T.W y Wuts, P.G.M.
Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, Inc.,
New York (1991).
Más aún, los compuestos de la invención que
comprenden un componente "P" se pueden generar como proteínas
de fusión que utilizan técnicas de ADN recombinante estándar, como
se describe adelante adicionalmente en detalle.
Los compuestos de la invención se pueden
preparar mediante cualquiera de los métodos bien conocidos por
aquellos expertos en la técnica. Por ejemplo, la región constante
de cadena pesada de inmunoglobulina o un segmento de ésta, por
ejemplo, un fragmento que comprende la región Fc, ("I") y el
péptido capaz de unirse a la proteína amiloidogénica ("P") se
pueden preparar, como se describió en las secciones anteriores, y
reticular químicamente por vía de un grupo reticulador. Numerosos
agentes reticulanetes químicos son conocidos en el arte (por
ejemplo, aquellos comercialmente disponibles de Pierce, Rockford
IL). Un agente reticulante se puede escoger el cual permite para
alto rendimiento el acoplamiento de la región constante de cadena
pesada de inmunoglobulina al péptido capaz de unirse a una proteína
amiloidogénica.
Alternativamente, los compuestos de la invención
se pueden preparar como proteínas de fusión que utilizan técnicas
de ADN recombinante estándar como se describió en, por ejemplo,
Sambrook, J., Fritsh, E.F., y Maniatis, T. Molecular Cloning: A
Laboratory Manual. 2nd, ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold
Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989. En
resumen, una construcción se puede generar, en un vector de
expresión apropiado, en el cual una molécula de ácido nucleico que
codifica una región constante de cadena pesada de inmunoglobulina o
un fragmento de ésta, por ejemplo, un fragmento que comprende la
región Fc, ("I") está operativamente ligado a una molécula de
ácido nucleico que codifica un péptido capaz de unirse a una
proteína amiloidogénica ("P"). El término "operativamente
ligado" pretende indicar que el polipéptido de la región
constante de cadena pesada de inmunoglobulina codificada y el
péptido capaz de unirse a la proteína amiloidogénica se fusionan en
marco uno al otro. El polipéptido de la región constante de cadena
pesada de inmunoglobulina se puede fusionar al
N-terminal o al C-terminal del
péptido capaz de unirse a una proteína amiloidogénica, en tanto que
la actividad del compuesto resultante se retiene. Por ejemplo, los
fragmentos de ADN que codifican para las dos secuencias de
polipéptido están ligados juntos en marco de acuerdo con técnicas
convencionales, por ejemplo, al emplear terminales de extremos
cerrado o extremo escalonado para ligación, digestión de enzima de
restricción para suministrar los terminales apropiados, llenado de
extremos cohesivos según sea adecuado, tratamiento con fosfatasa
alcalina para evitar las uniones indeseables, y ligación
enzimática.
La amplificación PCR de los fragmentos de gen
también se puede llevar a cabo utilizando los cebadores de ancla
que dan origen a los sobrecuelgos complementarios entre dos
fragmentos de gen consecutivos que pueden ser subsecuentemente
hibridizados y re-amplificados para generar una
secuencia de gen quimérico (ver, por ejemplo, Current protocols in
Molecular Biology, eds. Ausubel et al. John Wiley & Sons:
1992).
El vector de expresión resultante se puede
introducir en una célula huésped apropiada para producir de esta
manera la proteína de fusión. Los vectores de expresión
recombinantes utilizados se pueden diseñar para expresión de la
proteína de fusión en células procarióticas o eucarióticas. Por
ejemplo, las proteínas de fusión anteriores se pueden expresar en
células bacterianas tales como E. coli, células de insecto
(que utilizan vectores de expresión de baculovirus) células de
levadura o células de mamífero. Las células huéspedes adecuadas se
discuten adicionalmente en Goeddel, Gene Expression Technology:
Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).
Alternativamente, el vector de expresión recombinante se puede
transcribir y traducir in Vitro, por ejemplo utilizando las
secuencias reguladoras del promotor T7 y la polimeraza T7.
El sitio preciso en el cual se hace la fusión no
es crítico; los sitios particulares son bien conocidos y se pueden
seleccionar con el fin de optimizar la actividad biológica y las
características de unión de los componentes "P" e "I" de
los compuestos de la invención. Típicamente, tales fusiones retienen
al menos una funcionalidad activa CH1, CH2, CH3, y/o el dominio de
pivote de la región constante de cadena pesada de una cadena pesada
de inmunoglobulina. En modalidades preferidas, las proteínas de
fusión retienen un dominio CH2 funcionalmente activo de la región
constante de cadena pesada de una cadena pesada de inmunoglobulina.
Las fusiones se pueden hacer en el C-terminal del
dominio CH3 de la región constante de cadena pesada, o
inmediatamente N-terminal al dominio CH1 de la
región constante de cadena pesada. Preferiblemente, P se fusiona,
opcionalmente por vía de L, al N-terminal de I.
Preferiblemente, I incluye los dominios CH2 y
CH3 y el dominio de pivote o una porción de éste. En una modalidad
particularmente preferida, I incluye los dominios CH2 y CH3 y el
dominio de pivote o una porción de éste, pero no incluye el dominio
CH1. En esta modalidad, P se fusiona directamente por vía de un
ligador al N-terminal de I.
La expresión de las proteínas de fusión de la
invención se puede lograr utilizando una variedad de construcciones.
Las construcciones que contienen una secuencia líder con o sin un
propéptido expresan y secretan las proteínas de fusión directamente
hacia el sobrenadante. Además, las proteínas de fusión de la
invención se pueden fusionar a un dominio extracelular de una
proteína de membrana, tal como el dominio extracelular del receptor
FGF, el receptor TNF o gp 120, por ejemplo, con un sitio de
descomposición de proteaza entre las dos fusiones. En una modalidad
preferida, el sitio de descomposición de proteaza es un sitio
enteroquinaza. En esta modalidad, la proteína de fusión grande que
incluye el dominio extracelular se expresa y se secreta en el
sobrenadante y la proteína de fusión deseada de la invención se
puede separar del dominio extracelular mediante descomposición
específica con enteroquinaza.
En algunas modalidades los compuestos de la
invención se ensamblan como monómeros, hetero u homodímeros, o como
multímeros. Una unidad estructural básica de cuatro cadenas es la
forma en la cual el IgG, IgD, e IgE existen. Una unidad de cuatro
cadenas se repite en las inmunoglobulinas de peso molecular
superior; el IgM generalmente existe como un pentámero de una
unidad de cuatro cadenas básica mantenida junto con las uniones
disulfuro. La globulina IgA, y ocasionalmente la globulina IgG,
también pueden existir en forma multimérica en el suero. En el caso
de los multímeros, cada unidad de cuatro cadenas puede ser igual o
diferente.
Preferiblemente, los compuestos de la invención
se preparan como dímeros con dos unidades monoméricas ligadas por
vía de uniones disulfuro entre las dos regiones constantes de cadena
pesada o los fragmentos de éstas, por ejemplo, los fragmentos que
comprenden la región Fc. Los compuestos de la invención se pueden
preparar como homodímeros o como heterodímeros, por ejemplo, como
heterodímeros de los compuestos que contienen los diferentes
componentes "P".
Otro aspecto de la invención pertenece a
composiciones farmacéuticas de los compuestos de la invención. En
una modalidad, la composición incluye un compuesto de la invención
en una cantidad terapéutica o profilácticamente efectiva suficiente
para unirse a una proteína amiloidogénica y dirigida a una célula
microglial, y un vehículo farmacéuticamente aceptable. Una
"cantidad terapéuticamente efectiva" se refiere a una cantidad
efectiva, en dosis y durante períodos de tiempo necesarios, para
lograr el resultado terapéutico deseado, tal como la reducción de
la deposición de proteína amiloidogénica y/o la reducción o el
reverso de la neurotoxicidad relacionada con la proteína
amiloidogénica. Una cantidad terapéuticamente efectiva de un
compuesto de la invención puede variar de acuerdo con factores
tales como el estado de la enfermedad, la edad, el sexo, y el peso
del sujeto, y la capacidad del compuesto a elicitar una respuesta
deseada en el sujeto. Los regímenes de dosis se pueden ajustar para
suministrar la respuesta terapéutica óptima. Una cantidad
terapéuticamente efectiva es también aquella en la cual cualquier
efecto tóxico o de detrimento del compuesto son preponderados por
los efectos terapéuticamente benéficos. La neurotoxicidad potencial
de los compuestos de la invención se puede ensayar utilizando los
ensayos descritos aquí y un compuesto terapéuticamente efectivo se
puede seleccionar el cual no exhiba neurotoxicidad significativa.
En una modalidad preferida, una cantidad terapéuticamente efectiva
de un compuesto de la invención es suficiente para alterar, y
preferiblemente inhibir, la agregación de una cantidad molar en
exceso de proteínas amiloidogénicas. Una "cantidad
profilácticamente efectiva" se refiere a una cantidad efectiva,
en dosis y durante períodos de tiempo necesarios, para lograr el
resultado profiláctico deseado, tal como evitar o inhibir la tasa
de deposición de proteína amiloidogénica y/o la neurotoxicidad
asociada a la proteína amiloidogénica en un sujeto predispuesto a
deposición de la proteína amiloidogénica. Una cantidad
profilácticamente efectiva se puede determinar como se describió
anteriormente para la cantidad terapéuticamente efectiva.
Típicamente, en razón a que se utiliza la dosis profiláctica en
sujetos antes o en una etapa temprana de la enfermedad, la cantidad
profilácticamente efectiva será menos que la cantidad
terapéuticamente efectiva.
Un factor que puede ser considerado cuando se
determina una cantidad terapéutica o profilácticamente efectiva del
compuesto de la invención es la concentración de una proteína
amiloidogénica, por ejemplo, \beta-AP natural, en
una muestra biológica obtenida de un sujeto, tal como en el fluido
cerebroespinal (CSF por sus siglas en inglés) del sujeto. La
concentración del \beta-AP natural en el CSF (por
sus siglas en inglés) se ha estimado en 3nM (Schwartzman, (1994)
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 8368-8372). Un rango
no limitante para una cantidad terapéuticamente o profilácticamente
efectiva de un compuesto de la invención es 0.01
nM-10 \muM.
Se debe notar que los valores de dosis pueden
variar con la severidad de la condición a ser aliviada. Se debe
entender además que para cualquier sujeto particular, los regímenes
de dosis específicos se deben ajustar durante el tiempo de acuerdo
con la necesidad individual y el juicio profesional de la persona
que administra o supervisa la administración de los compuestos, y
que los rangos de dosificación establecidos aquí son sólo ejemplos
y no pretenden limitar el alcance o la práctica de la composición
reivindicada.
La cantidad del compuesto en la composición
puede variar de acuerdo con factores tales como el estado de la
enfermedad, la edad, el sexo, y el peso del sujeto, cada uno de los
cuales puede afectar la cantidad de proteína amiloidogénica en el
sujeto. Los regímenes de dosis se pueden ajustar para suministrar la
respuesta terapéutica óptima. Por ejemplo, un bolo simple se puede
administrar, varias dosis divididas durante el tiempo o la dosis se
puede reducir o incrementar proporcionalmente como se indique por
las exigencias de la situación terapéutica. Es esencialmente
ventajoso formular composiciones parenterales en forma de dosis
unitaria para facilitar la administración y la uniformidad de la
dosis. La forma unitaria de dosis como se utiliza aquí se refiere a
las unidades físicamente discretas adecuadas como dosis unitarias en
los sujetos mamíferos a ser tratados; cada unidad contiene una
cantidad predeterminada del compuesto activo calculada para producir
el efecto terapéutico deseado en asocio con el vehículo
farmacéutico requerido. La especificación para las formas unitarias
de dosis de la invención son dictadas por y dependen directamente
de (a) las características únicas del compuesto activo y el efecto
terapéutico particular a ser logrado, y (b) las limitaciones
inherentes en la técnica de hacer compuestos tal como un compuesto
activo para el tratamiento de sensibilidad en individuos.
Como se utiliza aquí "vehículo
farmacéuticamente aceptable" incluye cualquiera y todos los
solventes, medios de dispersión, recubrimientos, agentes
antibacterianos y antifungosos, isotónicos y agentes retrazantes de
absorción, y similares que son fisiológicamente compatibles. En una
modalidad, el vehículo es adecuado para administración parenteral o
para administración por vía de inhalación. Preferiblemente, el
vehículo es adecuado para la administración en el sistema nervioso
central (por ejemplo, intraespinalmente o intracerebralmente).
Alternativamente, el vehículo puede ser adecuado para administración
intravenosa, intraperitoneal o intramuscular. En otra modalidad, el
vehículo es adecuado para administración oral. Los vehículos
farmacéuticamente aceptables incluyen soluciones o dispersiones
acuosas estériles y polvos estériles para la preparación
extemporánea de las soluciones o dispersiones inyectables
estériles. El uso de tales medios y agentes para las sustancias
farmacéuticamente activas es bien conocido en el arte. Excepto hasta
ahora como cualquier medio o agente convencional es incompatible
con el compuesto activo, se contempla el uso de éstos en las
composiciones farmacéuticas de la invención. Los compuestos activos
suplementarios también se pueden incorporar en las
composiciones.
Las composiciones terapéuticas típicamente deben
ser estériles e inestables bajo las condiciones de elaboración y
almacenamiento. La composición se puede formular como una solución,
microemulsión, liposoma, u otra estructura ordenada adecuada para
alta concentración de fármaco. El vehículo puede ser un solvente o
medio de dispersión que contiene, por ejemplo, agua, etanol, poliol
(por ejemplo, glicerol, propilenglicol, y polietilenglicol líquido,
y similar), y mezclas adecuadas de éstos. La fluidez adecuada se
puede mantener, por ejemplo, mediante el uso de un recubrimiento
tal como lecitina, mediante el mantenimiento del tamaño de partícula
requerido en el caso de dispersión y mediante el uso de
tensoactivos. En muchos casos, será preferible incluir agentes
isotónicos, por ejemplo, azúcares, polialcoholes tales como manitol,
sorbitol, o cloruro de sodio en la composición. La absorción
prolongada de las composiciones inyectables se puede efectuar al
incluir en la composición un agente que retraza la absorción, por
ejemplo, sales de monostearato y gelatina. Más aún, los compuestos
de la invención se pueden administrar en una formulación de
liberación en el tiempo, por ejemplo en una composición que incluye
un polímero de liberación lenta. Las formulaciones de liberación en
el tiempo se describen en la Patente U.S. No. 5,968,895,
incorporada aquí en su totalidad como referencia. Los compuestos
activos se pueden preparar con vehículos que protegerán el
compuesto contra la liberación rápida, tal como una formulación de
liberación controlada, que incluye implantes y sistemas de
suministro microencapsulado. Los polímeros biodegradables,
biocompatibles se pueden utilizar, tal como etileno vinil acetato,
polianhídridos, ácido poliglicólico, colágeno, poliortoésteres,
ácido poliacético y poliláctico, copolímeros poliglicólicos (PLG por
sus siglas en inglés). Muchos métodos para la preparación de tales
formulaciones están patentados o son generalmente conocidos por
aquellos expertos en la técnica.
Las soluciones inyectables estériles se pueden
preparar al incorporar el compuesto activo en la cantidad requerida
en un solvente apropiado con una o una combinación de ingredientes
enumerados anteriormente, según se requiera, seguido por la
esterilización filtrada. En general, las dispersiones se preparan al
incorporar el compuesto activo en un vehículo estéril que contiene
un medio de dispersión básico y los otros ingredientes requeridos
de aquellos enumerados anteriormente. En el caso de los polvos
estériles para la preparación de soluciones inyectables estériles,
los métodos preferidos de preparación son, secado por vacío y secado
por congelamiento el cual produce un polvo del ingrediente activo
más cualquier ingrediente adicional deseado de una solución
estéril-filtrada previamente de ésta.
Un compuesto de la invención se puede formular
con uno o más compuestos adicionales que mejoren la solubilidad del
compuesto. Los compuestos preferidos a ser agregados a las
formulaciones para mejorar la solubilidad de los compuestos de la
invención son derivados de ciclodextrina, preferiblemente
hidroxipropil-\gamma-ciclodextrina.
Los vehículos de suministro de fármaco que contienen un derivado de
ciclodextrina para el suministro de péptidos al sistema nervioso
central se describe en Bodor, N., et al. (1992) Science
257:1698-1700. Para los compuestos descritos aquí,
la inclusión en la formulación del
hidroxipropil-\gamma-ciclodextrina
en una concentración de 50-200 mM puede incrementar
la solubilidad acuosa de los compuestos. Además a la solubilidad
incrementada, la inclusión de un derivado de ciclodextrina en la
formulación puede tener otros efectos benéficos, en razón a que la
\beta-ciclodextrina misma se ha reportado por
interactuar con una proteína amiloidogénica, por ejemplo, el
péptido A\beta, e inhibir la formación de fibrila in Vitro
(Camilleri, P., et al. (1994) FEBS Letters
341:256-258. De acuerdo con esto, el uso de un
compuesto de la invención en combinación con un derivado de
ciclodextrina puede resultar en una mayor inhibición de la
agregación de A\beta que el uso de un compuesto sólo. Las
modificaciones químicas de la ciclodextrina son conocidas en la
técnica (Hanessian, S., et al. (1995) J. Org. Chem.
60:4786-4797).
Otra formulación preferida de los compuestos de
la invención que ayuda a mejorar la toma del cerebro comprende el
detergente Tween-80, polietilenglicol (PEG por sus
siglas en inglés) y etanol en solución salina. Un ejemplo no
limitante de tal formulación preferida es 0.16% de
Tween-80, 1.3% de PEG-3000 y 2% de
etanol en solución salina.
En otra modalidad, una composición farmacéutica
que comprende un compuesto de la invención se formula de tal forma
que el compuesto se transporta a través de la barrera
sangre-cerebro (BBB por sus siglas en inglés). Las
varias estrategias conocidas en la técnica para incrementar el
transporte a través del BBB se pueden adaptar a los compuestos de
la invención par mejorar de esta manera el transporte de los
compuestos a través del BBB (para revisiones de tales estrategias,
ver por ejemplo, Pardridge, W.M. (1994) Trends in Biotechnol.
12:239-245; Van Bree, J.B. et al. (1993)
Pharm. World Sci. 15:2-9; y Pardridge, W.M. et
al. (1992) Pharmacol. Toxicol. 71:3-10). En una
aproximación, el compuesto es químicamente modificado para formar un
profármaco con transporte de transmembrana mejorada. Las
modificaciones químicas adecuadas incluyen enlace covalente de un
ácido graso al compuesto a través de una amida o enlace éster (ver
por ejemplo, Patente Estadounidense 4, 933, 324 y Publicación PCT
WO 89/07938, ambas otorgadas a Shashoua, Patente Estadounidense 5,
284, 876 otorgada a Hesse et al.; Toth, L. et al.
(1994) J. Drug Target. 2:217-239; y Shashoua, V.E.
et al. (1984) J. Med. Chem. 27:659-664) y
hacer glicación al compuesto (ver por ejemplo Patente
Estadounidense 5, 260, 308 otorgada a Poduslo et al.).
También, se pueden utilizar derivados de ácido
N-acilamino en un compuesto para formar un
profármaco "lipídico" (ver por ejemplo, 5, 112, 863 otorgada a
Hashimoto et al.).
En otra aproximación para mejorar el transporte
a través del BBB, se conjuga un compuesto a un segundo péptido o
proteína, formando por lo tanto una proteína quimérica, en donde el
segundo péptido o proteína experimenta transcitosis mediada por
receptor o mediada por absortito a través del BBB. De acuerdo con
esto, al acoplar el compuesto a su segundo péptido o proteína, la
proteína quimérica se transporta a través del BBB. El segundo
péptido o proteína puede ser un ligando de receptor de célula
endotelial de capilar de cerebro. Por ejemplo, un ligando preferido
es un anticuerpo monoclonal que se une específicamente al receptor
de transferrina en células endoteliales de capilares del cerebro
(ver por ejemplo, Patentes Estadounidenses 5, 182, 107 y 5, 154,
924 y Publicaciones PCT WO 93/10819 y WO 95/02421, todas otorgadas a
Friden et al.). Otros péptidos adecuados o proteínas que
pueden mediar el transporte a través del BBB incluyen histonas (ver
por ejemplo, Patente estadounidense 4, 902, 505 otorgada a
Pardridge y Schimmel)y ligandos tales como biotina, folato,
niacina, ácido pantoténico, riboflavina, tiamina, piridoxal y ácido
ascórbico (ver por ejemplo, Patentes Estadounidenses 5,416,016 y
5,108,921 otorgadas ambas a Heinstein). Adicionalmente, el
transportador de glucosa GLUT-1 se ha reportado por
transportar glicopéptidos (análogos de
L-serinil-\beta-D-glucósido
de [Met5] encefalina) a través del BBB (Polo, R. et al.
(1994) Natl. Acad. Sci. USA 91:7114-1778). De
acuerdo con esto, un compuesto de la invención se puede acoplar a
tal un glicopéptido para objetivar el compuesto al transportador de
glucosa GLUT-1. Las proteínas quiméricas se pueden
formar mediante métodos de ADN recombinante (por ejemplo mediante
formación de un gen quimérico que codifica una proteína de fusión)
o mediante reticulación química del compuesto para el segundo
péptido o proteína para formar una proteína quimérica como se
describió anteriormente.
En aún otra aproximación para mejorar el
transporte a través del BBB, el compuesto de la invención se capsula
en un vector portador que media el transporte a través del BBB. Por
ejemplo, el compuesto se puede encapsular en un liposoma, tal como
un liposoma unilaminar cargado positivamente (ver por ejemplo,
Publicaciones PCT WO 88/07851 y WO 88/07852, ambas otorgadas a
Faden) o en micro esferas poliméricas (ver por ejemplo, Patente
Estadounidense 5, 413, 797 otorgada a Khan et al; Patente
Estadounidense 5, 271, 961 otorgada a Mathiowitz et al. y 5,
019, 400 otorgada a Gombozt et al.). Más aún, el portador se
puede modificar para objetivarlo para transporte a través del BBB.
Por ejemplo, el portador (por ejemplo liposoma) se puede modificar
covalentemente con una molécula que se transporta activamente a
través del BBB o con un ligando para los receptores de célula
endotelial de cerebro, tal como un anticuerpo monoclonal que se une
específicamente a los receptores de transferrina (ver por ejemplo,
publicaciones PCT WO 91/04014 otorgada a Collins et al. y WO
94/02178 otorgada a Greig et al.).
Todavía en otra aproximación para mejorar el
transporte del compuesto BBB, el compuesto se puede formular con
otro agente que funciona para permeabilizar el BBB. Ejemplo de tales
"permeabilizadotes" del BBB incluyen agonistas de bradikinina
y bradikinina (ver por ejemplo, Patente Estadounidense 5, 112, 596
otorgada a Malfroy-Camine) y compuestos peptídicos
descritos en la Patente Estadounidense 5, 268, 164 otorgada a
Kozarich et al.
Ensayos que miden la estabilidad in Vitro
de los compuestos en el fluido cerebro espinal (CSF) y el grado de
la toma del cerebro de los compuestos en modelos animales se puede
utilizar como pronóstico de eficacia in vivo de los
compuestos. Ensayos adecuados para medir la estabilidad del CSF y la
toma del cerebro se describen aquí.
Un compuesto de la invención se puede formular
en una composición farmacéutica en donde el compuesto de la
invención es el único compuesto activo o, alternativamente, la
composición farmacéutica puede contener compuestos activos
adicionales. Por ejemplo, dos o más compuestos se pueden utilizar en
combinación. Más aún, un compuesto de la presente invención se
puede combinar con uno o más de otros agentes que pueden tener
propiedades anti-amiloidogénicas. Por ejemplo, un
compuesto de la invención se puede combinar con el inhibidor de
colinesterasa no específico tacrina (COGNEX®,
Parke-Davis)o con Aricept^{TM}, inhibidores
de secretasa, u otros agentes conocidos por tratar una condición
neurológica.
En otra modalidad, una composición farmacéutica
de la invención se suministra como una formulación empacada. La
formulación empacada puede incluir una composición farmacéutica de
la invención en un recipiente y con instrucciones impresas para la
administración de la composición para tratar un sujeto que tiene un
trastorno amiloidogénico, por ejemplo, enfermedad de de
Alzheimer.
Otro aspecto de la invención pertenece a los
métodos para tratar un sujeto que sufre de un trastorno
amiloidogénico al administrar al sujeto una cantidad
terapéuticamente efectiva de un compuesto de la invención, que trata
por lo tanto el sujeto que sufre de un trastorno
amiloidogénico.
Un "trastorno amiloidogénico" incluye
cualquier enfermedad, trastorno o condición originada o
caracterizada por depósitos de proteínas amiloidogénicas. Ejemplos
no limitantes de proteínas amiloidogénicas o péptidos, y sus
trastornos amiloidogénicos asociados, incluyen:
Transtiretina (TTR)-amiloides
que contienen transtiretina ocurren en la poli neuropatía amiloide
familiar (tipo portugués, Japonés y Sueco), cardiopatía amiloide
familiar (tipo Danés), amiloidosis senil sistémica y amiloide
cardiaca aislada. Fragmentos de péptido de transtiretina se han
mostrado por formar fibrilos amiloides in Vitro. Por
ejemplo, TTR 10-20 y TTR 105-115
forman fibrillas similares a amiloides en 20-30% de
acetonitrilo/agua a temperatura ambiente (Jarvis, J. A., et
al. (1994) Int. J. Pept. Protein Res.
44:388-398). Más aún, la cardiomiopatía familiar
(tipo Danés) se asocia con una mutación de Leu en la posición 111 a
Met, y un análogo de TTR 105-115 en el que el Leu
tipo natural en la posición 111 se ha sustituido con Met (TTR
105-115, met 111) también forma fibrillas similares
a amiloide in vitro (ver por ejemplo, Hermansen, L.F. et
al. (1995) Eur. J. Biochem. 227: 772-779;
Jarvis et al. Supra). Fragmentos de péptidos de TTR
que forman fibrillas amiloides in vitro también se describen
en Jarvis, J.A., et al. (1993) Biochem. Biophys. Res. Commun
192:991-998 y Gustavsson, A., et al. (1991)
Biochem. Biophys. Res.
Commun. 175:1159-1164). Un fragmento de péptido de tipo natural o transtiretina mutada que forma fibrillas amiloides se puede utilizar como se describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar en la detección o tratamiento de una poli neuropatía amiloide familiar (tipo Portugués, Japonés y Sueco), cardiomiopatía amiloide familiar (tipo Danés), amiloidosis senil sistémica o amiloide cardiaca aislada.
Commun. 175:1159-1164). Un fragmento de péptido de tipo natural o transtiretina mutada que forma fibrillas amiloides se puede utilizar como se describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar en la detección o tratamiento de una poli neuropatía amiloide familiar (tipo Portugués, Japonés y Sueco), cardiomiopatía amiloide familiar (tipo Danés), amiloidosis senil sistémica o amiloide cardiaca aislada.
Proteína Priónica (PrP)- los amiloides en un
número de encefalopatías esponjiformes, que incluye encefalopatía
esponjiforme ovina, encefalopatía esponjiforme bovina en vacas y
enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJ) y síndrome
Gerstmann-Straussler-Scheinker (GSS)
en humanos, contienen PrP. La proteolisis limitada del PrP Sc
(proteína priónica asociada con encefalopatía esponjiforme) conduce
a un fragmento de 27-30 KdA (PrP
27-30) que polimeriza en amiloides con forma de
barra (ver por ejemplo, Pan, K.M. et al. (1993) Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 90: 10962-10966; Gasset M., et
al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 1-5).
Los fragmentos de péptido del PrP de humanos y otros mamíferos se
han mostrado por formar fibrillas amiloides in Vitro. Por
ejemplo, los poli péptidos que corresponden a las secuencias
codificadas por alelos mutantes y normales del gen PRNP (que
codifica el precursor de la proteína priónica involucrada en el
CJ), en las regiones de codón 178 y codón 200, forman
espontáneamente fibrillas amiloides in vitro (ver por
ejemplo, Goldfarb, L.G. et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sco.
USA 90: 4451-4454). Un péptido que abarca residuos
106-126 del PrP humano se ha reportado que forma
fibrillas rectas similares a a aquellas extraídas de cerebros GSS,
mientras que un péptido que abarca residuos 127-147
de PrP humano se ha reportado que forma fibrillas retorcidas que
semejan fibrillas asociadas con encefalitis esponjiforme
(Tagliavini, F. et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:
9678-9682). Los péptidos de PrP de hámster Sirio
que abarcan los residuos 109-122,
113-127, 113-120,
178-191 o 202-218 se han reportado
por formar fibrillas amiloides, con el péptido más amiloidogénico
que es
ALA-GLY-ALA-ALA-ALA-ALA-GLY-ALA
(SEQ ID No: 4), que corresponde a residuos 113-120
del PrP de hámster sirio pero que también se conserva en PrP de
otras especies (Gasset, M., et al. (1992) Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 89: 10940-10944). Un fragmento de péptido
del PrP que forma fibrillas amiloides se puede utilizar como se
describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar en la
detección o tratamiento de encefalitis esponjiforme, encefalopatía
esponjiforme bovina, enfermedad de
Creutzfeldt-Jakob o síndrome
Gerstmann-Straussler-Scheinker
(GSS).
Poli péptido amiloide islote (IAPP, también
conocido como amilina)- el IAPP que contiene amiloides ocurre en
aparición de diabetes e insulinoma en adultos. El IAPP es un poli
péptido de aminoácido 37 formado de una proteína precursora de
aminoácido 89 (ver por ejemplo, Betsholtz, C., et al. (1989)
Exp. Cell. Res. 183: 484-493; Westermark, P., et
al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:
3881-3885). Un péptido que corresponde a los
residuos IAPP 20-29 se ha reportado por formar
fibrillas similares a amiloides in Vitro, con residuos
25-29, que tienen la secuencia
ALA-Ile-Leu-Ser-Ser
(SEQ ID No: 5), que es fuertemente amiloidogénico (Westermark, P.,
et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:
5036-5040; Glener, G. G., et al. (1988)
biochem. Biophys. Res. Commun. 155: 608-614). Un
fragmento de péptido de IAPP que forma fibrillas amiloide se puede
utilizar como se describe aquí para crear un compuesto que se puede
utilizar en la detección o tratamiento de la aparición de diabetes
o insulinota en adulto.
Factor natriurético auricular
(ANF)-los amiloides que contienen ANF se asocian con
amiloides auriculares aislados (ver por ejemplo, Johansson, B.,
et al. (1987) Biochem. Biophys. Res. Commun. 148:
1087-1092). El ANF corresponde a residuos de
aminoácidos 99-126 (proANF 99-126)
de la prohormona ANF (proANP 1-126) (Pucci, A. et
al. (1991) J. Pathol. 165: 235-241). EL ANF, o
fragmento de este, que forma fibrillas amiloides se puede utilizar
como se describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar
en la detección o tratamiento de amiloide auricular aislado.
Cadena liviana kappa o lambda - los amiloides
que contienen cadenas livianas kappa o lambda es amiloidosis
(primaria) idiopática asociada, amiloidosis asociada con macro
globulinemia o mieloma, y amiloidosis nodosa cutánea localizada
primariamente asociada con el síndrome de Sjogren. La estructura de
las cadenas liviana kappa y lambda amiloidogénicas, que incluyen
análisis de secuencia de aminoácido, se ha caracterizado (ver por
ejemplo, Buxbaum, J. N., et al. (1990) Ann. Intern. Med. 112:
455-464; Schormann, N., et al (1995) Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 92: 9490-9494; Hurle, M.R.
et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:
5446-5450; Liepnieks, J.J. et al. (1990)
Mol. Immunol. 27: 481-845; Gertz, M. A., et
al. (1985) Scand. J. Immunol. 22: 245-250;
Inazumi, P., et al. (1994) Dermatology 189:
125-128). Las cadenas livianas kappa o lambda, o un
fragmento de péptido de este que forma fibrillas amiloides, se
puede utilizar como se describe aquí para crear un compuesto que se
puede utilizar en la detección o tratamiento de amiloidosis
(primaria Idiopática, amiloidosis asociada con macro globulinemia o
mieloma o amiloidosis nodosa cutánea localizada primariamente
asociada con el síndrome de Sjogren.
Amiloide A- la amiloidosis que contiene la
proteína amiloide A (proteína AA), derivada del amiloide suero A,
se asocia con amiloidosis secundaria reactiva (secundaria) (ver por
ejemplo, Liepnieks, J.J et al. (1995) Biochem. Biophys. Acta
1270: 81-86), nefropatía amiloide familiar y fiebre
mediterránea familiar con urticaria y sordera (síndrome
moco-wells) (ver por ejemplo, Linke, R. P., et
al. (1983) Lab. Invest. 48: 698-704). El
amiloide de suero A humano recombinante forma fibrillas similares a
amiloides in Vitro (Yamada, T., et al. (1994)
Biochim, Biophys, Acta 1226: 323-329) y los estudios
de dicroismo circular revelan una estructura de lámina \beta/giro
predominante (McCubbin, W. D., et al. (1988) Biochem J. 256:
775-783). El A amiloide de suero, la proteína A
amiloide o un fragmento de esta que forma fibrillas amiloides se
puede utilizar como se describe aquí para crear un compuesto que se
puede utilizar en la detección o tratamiento de amiloidosis
reactiva (secundaria), nefropatía amiloide familiar y fiebre
mediterránea familiar con urticaria y sordera (síndrome
moco-wells).
Cistatina C- los amiloides que contienen una
variante de la cistatina C se asocian con hemorragia cerebral
hereditaria con amiloidosis del tipo Islandés. La enfermedad se
asocia con una mutación de glicina A leucina en la posición 68 y la
cistatina C que contiene está mutación se agrega in Vitro
(Abrahamson, M. y Grubb, A. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:
1416-1420). La cistatina C o un fragmento de péptido
de esta que forma fibrillas amiloides se puede utilizar como se
describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar en la
detección o tratamiento de hemorragia cerebral hereditaria con
amiloidosis del tipo Islandés.
Microglobulina \beta2- los amiloides que
contienen microglobulina \beta2 (\beta2M) tienen una mayor
complicación de hemodiálisis a largo plazo (ver por ejemplo, Stein,
G., et al. (1994) Nephrol. Dial. Transplant. 9:
48-50; Floege, J., et al. (1992) Kidney Int.
Suppl. 38: S78-S85; Maury, C. P. (1990) Rheumatol.
Int. 10: 1-8). La proteína \beta2M nativa ha sido
mostrada por formar fibrillas amiloides in vitro (Connord, L.
H. et al. (1985) Biochem. Biophys. Res. Commun. 131:
1063-1068; Ono, K. et al., (1994) Nephron 66:
404-407). La \beta2M, o un fragmento de péptido
de esta que forma fibrillas amiloides, se puede utilizar como se
describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar en la
detección o tratamiento de amiloidosis asociada con hemodiálisis a
largo plazo.
Apolipoproteína A-L
(ApoA-L)- los amiloides que contienen formas
variantes de ApoA-L se han encontrado en
amiloidosis sistémica no neuropática hereditaria (poli neuropatía
amiloide familiar iii). Por ejemplo, fragmentos del terminal N,
residuos 1-86, 1-92 y
1-93) de una variante ApoA-L que
tiene una mutación Arg a Trp en la posición 50 se han detectado en
amiloides (Booth, D. R. et al. (1995) QJM. 88:
695-702). En otra familia, una mutación de arginina
aleucina en la posición 60 se encuentra (Soltar. A. K. et al.
(1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 7389-7393).
El ApoA-L o un fragmento de péptido de este que
forma fibrillas amiloides se puede utilizar como se describe aquí
para crear un compuesto que se puede utilizar en la detección o
tratamiento de amiloidosis sistémica no neuropática
hereditaria.
Gelsolina - los amiloides que contienen
variantes de gelsolina se asocian con amiloidosis familiar del tipo
Finnish. Los péptidos de gelsolina sintéticos que tienen homología
de secuencia con tipo natural o gelsolinas mutantes y que forman
fibrillas amiloides in Vitro se reportan en Maury, C. P.
et al. (1994) Lab. Invest. 70: 558-564. Un
segmento de nueve residuos que rodea el residuo 187 (que se muta en
amiloidosis de gelsolina familiar) se define como una región
amiloidogénica (Maury, et al., supra; ver también
Maury C. P. et al. (1992) Biochem. Biphys. Res. Commun. 183:
227-231; Maury, C. P. (1991) J. Clin. Invest. 87:
1195-1199). La gelsolina o un fragmento de péptido
de esta que forma fibrillas amiloides se puede utilizar como se
describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar en la
detección o tratamiento de amiloidosis familiar del tipo
Finnish.
Procalcitonina o calcitonina- los amiloides que
contienen procalcitonina, calcitonina o inmuno reactividad similar
a la calcitonina se han detectado en fibrillas amiloides asociadas
con carcinoma medular de la tiroides (ver por ejemplo, Butler, M. y
Khan, S. (1986) Arch. Pathol. Lab. Med. 110:
647-649; Sletten, K., et al. (1976) J. Exp.
Med. 143: 993-998). La calcitonina, se ha mostrado
por formar una estructura en forma de fibrillas no ramificada in
Vitro (KEdar, I., et al. (1976) Isr. J. Med. Sci. 12:
1137-1140). La procalcitonina, calcitonina o un
fragmento de esta, que forma fibrillas amiloides se puede utilizar
como se describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar
en la detección o tratamiento de amiloidosis asociada con carcinoma
medular de la tiroides.
Fibrinógeno- los amiloides que contienen una
forma variante de cadena alfa de fibrinógeno se han encontrado en
amiloidosis renal hereditaria. Una mutación de leucina a arginina en
la posición 554 se ha reportado en la proteína de fibrillas
amiloide aislada de riñón post mortem de un individuo afectado
(Benson, M. D. et al. (1993) Nature Genetics 3:
252-255). La cadena alfa de fibrinógeno o un
fragmento de péptido de esta que forma fibrillas amiloides se puede
utilizar como se describe aquí para crear un compuesto que se puede
utilizar en la detección o tratamiento de amiloidosis renal
hereditaria asociada con fibrinógeno.
Lisosima- los amiloides que contienen una forma
variante de lisosima se han encontrado en amiloidosis sistémica
hereditaria. En una familia la enfermedad se asocia con una mutación
de isoleucina a treonina en la posición 56, mientras que en otra
familia la enfermedad se asocia con una mutación de ácido aspártico
a histidina en la posición 67 (Pepys, M. B. et al. (1993)
Nature 362: 553-557). La lisosima o un fragmento de
péptido de esta que forma fibrillas amiloides se puede utilizar
como se describe aquí para crear un compuesto que se puede utilizar
en la detección o tratamiento de amiloidosis sistémica hereditaria
asociada con lisosima.
Los métodos de la invención también se pueden
utilizar profilácticamente o terapéuticamente para tratar otras
ocurrencias clínicas de deposición de proteína amiloidogénica, tal
como en individuos con síndrome de Down y en pacientes con
hemorragia cerebral hereditaria con amiloidosis del tipo Holandés
(HCHWA-D). Adicionalmente, la acumulación anormal
de proteínas amiloidogénicas, por ejemplo, proteína precursora
\beta-amiloide en fibras musculares se ha
implicado en la patología de la miocitis corporal de inclusión
esporádica (IBM) (Askana, V. et al., (1996) Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 93: 1314-1319; Askanas, V. et
al. (1995) Current. Opinión in Rheumatology 7:
486-496). De acuerdo con esto, los compuestos de la
invención se pueden utilizar profilácticamente o terapéuticamente
en el tratamiento de trastornos en el que las proteínas
amiloidogénicas se depositan anormalmente en ubicaciones no
neurológicas, tal como el tratamiento de IBM por suministro de los
compuestos a las fibras musculares.
Los compuestos de la invención se pueden
administrar a un sujeto mediante cualquier ruta adecuada efectiva
para inhibir la agregación de proteína amiloidogénica en el sujeto,
aunque en una modalidad particularmente preferida, el compuesto se
administra parenteralmente, más preferiblemente al sistema nervioso
central del sujeto. Las rutas posibles de administración al SNC
incluyen administración intra espinal y administración intra
cerebral (por ejemplo administración intra cerebro vascular).
Alternativamente, el compuesto se puede administrar, por ejemplo,
oralmente, intra peritonealmente, intra penosamente o intra
muscularmente. Para las rutas de administración diferentes al SNC,
el compuesto se puede administrar en una formulación que permite el
transporte a través del BBB. Ciertos compuestos se pueden
transportar a través del BBB sin ninguna modificación adicional
mientras que otras pueden necesitar modificación adicional como se
describió anteriormente en la subsección IV.
Dispositivos y formas adecuadas para suministro
de los compuestos de la invención al SNC de un sujeto se conocen en
la técnica, e incluyen reservorios cerebro vasculares (por ejemplo,
reservorios Ommaya o Riker; ver por ejemplo, Raney, J. P. et
al. (1998) J. Neurosci. Nurs. 20: 23-29;
Sundaresan, N. et al. (1898) Oncology 3:
15-22), catéteres para suministro intratecal (por
ejemplo, Port-a-Cath, catétere Y y
similares; ver por ejemplo (Plumier, J. L. (1991) PAin 44:
215-220; Yaksh, T. L. et al. (1986)
Pharmacol. Biochem. Beba. 25: 483-485), reservorios
intratecales inyectables (por ejemplo, Spinalgesic; ver por ejemplo,
Brazenor, G. A. (1987) Neu-rosurgery 21:
484-491), sistemas de bomba de fusión implantables
(por ejemplo Infusaid; ver por ejemplo, Zierski, J. et al.
(1988) Acta Neu-rochem. Suppl. 43:
94-99; Kanoff, R. B. (1994) J. Am. OSteopath. Assoc.
94: 487-493) y bombas osmóticas (vendidas por Alza
Corporation). Una forma particularmente preferida de administración
es por vía de una bomba de infusión programable externamente,
implantable. Los sistemas de bomba de infusión adecuada y sistemas
de reservorio también se describen en la Patente Estadounidense No
5, 368, 562 otorgada a Blomquis y la Patente Estadounidense número
4, 731, 058 otorgada a Doan, desarrollada por Pharmacia Deltec
Inc.
Los métodos de la invención incluyen
adicionalmente administrar a un sujeto una cantidad terapéuticamente
efectiva de un compuesto de la invención en combinación con otro
compuesto farmacéuticamente activo conocido por inhibir la
deposición de proteína amiloidogénica, por ejemplo, un derivado de
ciclodextrina, o en combinación con un agente que funciona para
permeabilizar la barrera hematoencefálica (BBB). Ejemplo de tales
"permeabilizadores" de BBB incluyen agonistas de bradikinina y
bradikinina (ver por ejemplo Patente Estadounidense número 5, 112,
596 otorgada a Malfroy-Camine) y los compuestos
peptídicos descritos en la Patente Estadounidense 5, 268, 164
otorgada a Kozarich et al. Otros compuestos activos
farmacéuticamente que se pueden utilizar en los métodos de la
invención se pueden encontrar en Harrison's Principles of Internal
Medicine, Thirteenth Edition, Eds. T. R. Harrison et al -
McGraw - Hill N. Y., NY; y el Physicians Desk Reference 50th Edition
1997, Oradell New Jersey, Medical Economics Co., los contenidos
completos se incorporan expresamente aquí como referencia. Los
compuestos de la presente invención y el compuesto farmacéuticamente
activo adicional se puede administrar al sujeto en la misma
composición farmacéutica o en diferentes composiciones farmacéuticas
(al mismo tiempo o en diferentes tiempos).
En aún otra modalidad, la presente invención
suministra métodos para tratar un sujeto que sufre de un trastorno
amiloidogénico al administrar al sujeto un vector de expresión
recombinante que codifica un compuesto de la invención de tal forma
que el compuesto se sintetiza en el sujeto, tratando por lo tanto al
sujeto que sufre de un trastorno amiloidogénico.
Las construcciones que codifican los compuestos
de la invención se pueden insertar en vectores adecuados para uso
como vectores de terapia de gen. Los vectores de terapia de gen se
pueden suministrar a un sujeto, por ejemplo, por inyección intra
venosa, administración local (ver Patente Estadounidense 5, 328,
470) o por inyección estereo táctica (ver por ejemplo, Chen et
al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:
3054-3057). Una preparación farmacéutica del vector
de terapia de gen también se puede administrar a un sujeto. La
preparación farmacéutica del vector de terapia de gen puede incluir
el vector de terapia de gen con un diluyente aceptable, o puede
comprender una matriz de liberación lenta en la que se embede el
vehículo de suministro del gen. Alternativamente, cuando el vector
de suministro de gen completo se puede producir intacto a partir de
células recombinantes, por ejemplo, vectores retro virales, una
preparación farmacéutica que incluye una o más células que producen
el sistema de suministro de gen se puede administrar al sujeto.
En otra modalidad, un compuesto de la invención
se puede utilizar in vivo para detectar, y, si se desea,
cuantificar la deposición de la proteína amiloidogénica en un
sujeto para, por ejemplo, ayudar el diagnóstico de un trastorno
amiloidogénico en el sujeto, para ayudar en la detección, el
compuesto se puede modificar con una sustancia detectable,
preferiblemente ^{99m}Tc o yodo radiactivo (descrito
anteriormente), que se puede detectar in vivo en un sujeto.
El compuesto etiquetado se administra al sujeto y, después de un
tiempo suficiente permite la acumulación del compuesto en los
sitios de deposición del amiloide, el compuesto etiquetado se
detecta mediante técnicas de formación de imágenes estándar. La
señal radioactiva generada por el compuesto etiquetado se puede
detectar directamente (por ejemplo, conteo corporal completo), o
alternativamente, la señal radiactiva se puede convertir en una
imagen o en una auto radiografía o en una pantalla de computador
para permitir la formación de imagen de los depósitos amiloides en
el sujeto. Los métodos para formación de imagen de amiloidosis que
utilizan proteínas radio-etiquetadas se conocen en
la técnica. Por ejemplo, el componente p amiloide de suero (SAP),
radio etiquetado con ^{123}L o ^{99}MTC, se ha utilizado para
imágenes de amiloidosis sistémica (ver por ejemplo, Hawkins, P. N.
y Pepys, M. B. (1995) Eur. J. Nucl. Med. 22:
595-599). De varios isotipos de yodo radiactivo,
preferiblemente el ^{123}L (vida media = 13.2 horas) se utiliza
para gammagrafía de cuerpo completo, se utiliza ^{124}L (vida
media = 4 días) para tomografía de emisión de positrones (PET), se
utiliza ^{125}L (vida media = 60 días) para estudios de recambio
metabólico y se utiliza ^{131}L (vida medio = 8 días) para
estudios de formación de imagen de baja resolución retrasados y
conteo corporal completo. Análogos para estudios que utilizan SAP
radio etiquetado, un compuesto etiquetado de la invención se puede
suministrar a un sujeto mediante una ruta apropiada (por ejemplo,
intra venosamente, intra espinalmente, intra cerebralmente) en un
bolo único, por ejemplo que contiene 100 \mug de compuesto
etiquetado que lleva aproximadamente 180 MBq de radioactividad.
En otra modalidad, la presente invención
suministra un método para preparar un agente terapéutico que
comprende la forma I-L-P', en donde
I es una inmunoglobulina, por ejemplo, IgG, IgA, IgM, IgD, o IgE,
fragmento o región constante de cadena pesada de esta; L es un
grupo ligador o una unión directa; y P' es un péptido capaz de unir
una proteína objetivo. El método comprende (1) seleccionar una
librería de péptido para identificar uno o más péptidos que se unen
a la proteína objetivo; (2) determinar la secuencia de aminoácido de
al menos un péptido que se une a la proteína objetivo; y (3)
producir un agente terapéutico que comprende un péptido que tiene
la secuencia de aminoácido identificada en la etapa (2) y una región
constante de cadena pesada de inmunoglobulina o fragmento de esta,
ligada por vía de un grupo ligador, L, o una unión directa.
En una modalidad, el agente terapéutico se
prepara al sintetizar la secuencia de aminoácido identificada en
dos etapas y conjugar esta secuencia con una secuencia de aminoácido
que comprende la región FC de una región constante de cadena pesada
de inmunoglobulina que utiliza un ligador peptídico o un ligador no
peptídico, como se describió anteriormente. En esta modalidad, la
secuencia de aminoácido que se une a la proteína objetivo puede
comprender los residuos de aminoácido L, residuos de aminoácido D
y/o residuos de aminoácidos no naturales.
El agente terapéutico que comprende la región FC
de una cadena pesada de inmunoglobulina y secuencia de aminoácido
que se une a una proteína objetivo también puede ser una proteína de
fusión, como se discutió anteriormente. Por ejemplo, una región
constante de cadena pesada de inmunoglobulina, o la región FC; se
puede fusionar directamente a la secuencia de aminoácido que se une
a la proteína objetivo, o se funde indirectamente a la secuencia de
aminoácido que se une a la proteína objetivo por vía de uno o más
residuos de aminoácido ligantes. Tales proteínas de fusión se
pueden preparar como se discutió anteriormente, por ejemplo, por vía
de expresión de una molécula de ácido nucleico que codifica la
proteína de fusión en un huésped adecuado.
La librería de péptidos seleccionada en la etapa
(1) puede ser una librería de péptidos de aminoácido L, por
ejemplo, una librería fago, una librería fagémido o una librería de
péptido producida por métodos sintéticos, tal como aquellos
conocidos en la técnica. Una librería de péptido sintético también
puede incluir péptidos que comprenden residuos de aminoácido D y
residuos de aminoácido no natural. En una modalidad. La secuencia
de aminoácido que se une a la proteína objetivo se identifica
utilizando los métodos descritos en la WO 97/22617, los contenidos
completos de los cuales se incorporan aquí como referencia.
Preferiblemente, la secuencia de aminoácido que se une a la
proteína objetivo comprende 50 o menos, 40 o menos, 30 o menos, o 25
o menos residuos de aminoácidos. En una modalidad preferida, la
secuencia de aminoácido que se une a la proteína objetivo comprende
20 o menos, 15 o menos, 10 o menos o 7 o menos residuos de
aminoácido.
La presente invención suministra adicionalmente
los agentes terapéuticos preparados utilizando el método anterior.
Agentes terapéuticos preferidos de este tipo incluyen aquellos en
los que la secuencia de aminoácido que se une a la proteína
objetivo no son significativamente homólogos con una serie de
residuos de aminoácidos contiguos en una proteína o péptido que es
un ligando de ocurrencia natural de la proteína objetivo. Como se
utiliza aquí, el término "no significativamente homólogo"
significa que el grado de homología, o identidad entre dos
secuencias de aminoácido es menor de 50%.
Para determinar el porcentaje de identidad de
dos secuencias de aminoácidos, las secuencias de alinean para
propósitos de comparación óptima (por ejemplo, se pueden introducir
espacios en uno o ambos de un primero y un segundo aminoácidos para
alineación óptima y las secuencias no idénticas se pueden descartar
para propósitos de comparación). Los residuos de aminoácido en las
posiciones de aminoácido correspondientes se comparan luego. Cuando
una posición en la primer secuencia se ocupa mediante el mismo
residuo de aminoácido como la posición correspondiente en la
segunda secuencia, entonces la molécula es idéntica en esa posición
(como se utiliza aquí "identidad" de aminoácido es equivalente
a "homología" de aminoácido). El porcentaje de identidad entre
las dos secuencias es una función del número de posiciones idénticas
comparado por las secuencias, teniendo en cuenta el número de
espacios, y la longitud de cada espacio, que necesitan ser
introducidos para alineación óptima de las dos secuencias.
La comparación de las secuencias y la
determinación del porcentaje de identidad entre las dos secuencias
se puede lograr utilizando un algoritmo matemático. En una
modalidad preferida, el porcentaje de identidad entre las dos
secuencias de aminoácido se determina utilizando el algoritmo de
Needleman y Wunsh (J. Mol. Biol (48): 444-453
(1970)) que se ha incorporado en el programa GAP en el paquete de
software GCG (disponible en www.gcg.com), que utiliza una matriz 62
Blosum o una matriz PAM250, y un espacio ponderado de 16, 14, 12,
10, 8, 6, o 4 y una longitud ponderada de 1, 2, 3, 4, 5, o 6. En
otra modalidad, el porcentaje de identidad de dos secuencias de
aminoácido se determina utilizando el algoritmo de E. Meyers y W.
Millar (Comput. Appl. Biosci. 4: 11-17 (1988)) que
se ha incorporado en el programa ALIGN (versión 2.0 o versión 2.0
u), utilizando la tabla de residuo ponderado PAM120, una penalidad
de longitud de espacio de 12 y una penalidad de espacio de 4.
Otros agentes terapéuticos preferidos de este
tipo incluyen aquellos en los que el péptido que se une a la
proteína objetivo (P') es una variante de un ligando de ocurrencia
natural de la proteína objetivo, por ejemplo, una variante en la
que uno o más residuos se han reemplazado con un residuo de
aminoácido no natural o un residuo de aminoácido D.
La presente invención también caracteriza
moléculas de ácido nucleico que codifican las proteínas de fusión
mencionadas anteriormente y las células recombinantes que contienen
un gen heterólogo que codifica las proteínas de fusión mencionadas
anteriormente.
En una modalidad, la secuencia de aminoácido que
se une a un objetivo es una secuencia de ocurrencia natural, tal
como un fragmento de un ligando que es conocido por unir el objetivo
in Vitro o in vivo. Preferiblemente, la secuencia de
aminoácido que une al objetivo se deriva de la misma especie como la
secuencia de región constante de cadena pesada de inmunoglobulina o
fragmento de esta. Más preferiblemente, ambas secuencias se derivan
de las especies a ser tratadas con la proteína. En una modalidad,
la secuencia de unión objetivo y la región constante de cadena
pesada de inmunoglobulina o fragmento de esta, tal como la región
FC, ambas se derivan de proteínas humanas, esto es, ambas
secuencias se codifican por el genoma humano. Preferiblemente la
secuencia de aminoácido que se une a un objetivo consiste de menos
de 100 residuos de aminoácido, más preferiblemente menos de 50
residuos de aminoácido, y más preferiblemente, aproximadamente 20
residuos de aminoácidos o menos.
La proteína objetivo puede ser cualquier
proteína o péptido. En una modalidad, la proteína se asocia con un
organismo patogénico, y es, preferiblemente, una proteína externa o
asociada a membrana, tal como una proteína de recubrimiento vírico
o una proteína de membrana bacteriana. La proteína también puede ser
una proteína de superficie de una célula aberrante, tal como una
célula de cáncer u otra célula que exhibe una proliferación no
regulada. Luego de administración de un agente terapéutico de la
invención a un sujeto infectado con tal un organismo patogénico o
que tiene tales células que exhiben una proliferación no regulada,
el agente terapéutico une a la proteína objetivo y los componentes
celulares y no celulares del sistema inmune se recupera para la
región FC de la cadena pesada de inmunoglobulina, que asiste en la
claridad del organismo patogénico mediante el sistema inmune
del
sujeto.
sujeto.
En otra modalidad, la proteína objetivo puede
ser una proteína que se asocia con un estado de la enfermedad, tal
como una molécula de toxina, por ejemplo, una toxina vírica o
bacteriana, o una proteína que se acumula inapropiadamente como
parte del proceso de la enfermedad. Ejemplos de moléculas de toxina
incluyen endotoxinas bacterianas, tal como toxinas C. dificile A y
B y toxinas producidas por cepas E. coli patogénicas.
La invención se ilustra adicionalmente mediante
los siguientes ejemplos que no se deben constituir como limitantes.
Los contenidos de todas las referencias, patentes y solicitudes de
patente publicadas citadas a través de esta solicitud, así como
también las figuras y las listas de secuencias se incorporan aquí
como referencia.
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Ejemplo
1
Método
A
El péptido capaz de unir una proteína
amiloidogénica en la región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina se puede preparar en un sintetizador de péptido
múltiple Advanced ChemTech modelo 396 utilizando un protocolo
automatizado establecido por el fabricante para síntesis a escala
0.025 mmol. Se desarrollan acoplamientos dobles en todos los ciclos
utilizando hexafluorofosfato de
2-(1H-benzotriazol-1-il)-1,
1,
3,3-tetrametiluronio(HBTU)/N,N-diisopropiletilamina
(DIEA)/aminoácido HOBT/FMOC en exceso de cuatro veces durante 30
minutos seguido por DIC/HOBT/aminoácido FMOC en exceso de cuatro
veces durante 45 minutos. Los péptidos se desprotegen y remueven de
la resina mediante tratamiento con TFA/agua (95%/5%) durante 3 horas
y se precipitan con éter. El glóbulo se resuspende en 10% de ácido
acético y se liofiliza. El material se purifica mediante HPLC
preparativo utilizando 15%-40% de acetonitrilo durante 80 minutos en
una columna Vydac C18 (21 x 250 mm).
El péptido capaz de unir una proteína
amiloidogénica y una región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina se ligan luego utilizando un grupo ligador, por
ejemplo, un reticulador hetero bifuncional.
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Método
B
Plásmidos de expresión que codifican el péptido
capaz de unir una proteína amiloidogénica fusionada a la región FC
de IgG 2a de murino se construyen al ligar una secuencia de cADN que
codifica el péptido capaz de unir una proteína amiloidogénica a un
segmento de ADN genómico que codifica los dominios de articulación
CH2-CH3 para un IgG 2a.
Para la producción de la proteína de fusión, las
secuencias reconstruidas se insertan en el vector de expresión
pHTOP (Kaufmann, R. J. et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19:
4485-4490). Los plásmidos recombinantes se
transfectan en la línea de células CHO y se amplifican mediante
técnicas estándar (Kaufmann, R. J. et al. (1991) Nucleic
Acids Res. 19: 4485-4490). Las células CHO que
expresan la proteína de fusión crecen en DME/F12 (Life Technologies,
Inc) complementado con 10% FCS, 0.02 \mum de metotrexato
(Kaufmann, R. J. et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19:
4485-4490), y 1mg/ml G418 (Geneticina; Life
Technologies, Inc;). En confluencia, se descarta el medio de
crecimiento, las células se lavan con PBS y se agrega medio libre de
suero. Los súper nadantes del cultivo se recolectan en 24 horas, se
clarifican mediante pasaje secuencial a través de filtros de 5.0 y
0.2 \mum, y se concentran utilizando filtro de cartucho bajo
tangencial de 30-KDA. El concentrado se carga en una
columna de flujo rápido de Sefarosa A (Pharmacia Biotech), se lava
con PBS, y se eluye con 20 mm de citrato (ph 3.0). Las fracciones
de elusión que contienen la proteína de fusión se neutralizan con
tris 1 m (ph 8.0: sigma, St. Louis, MO), y el material se formula
en PBS (ph 7.2) mediante intercambio de amortiguador utilizando una
célula agitada con membrana YM30 (Amicon, Beverly, MA). La proteína
se depirogena mediante cromatografía en PI Poros (Perseptive
Biosystems, Framingham, MA). La concentración de proteína se calcula
utilizando absorbancia en 280 nm.
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La estabilidad de un compuesto de la invención
en el fluido cerebro espinal (CSF) se puede ensayar en un ensayo
in Vitro como sigue. Una solución CSF se prepara conteniendo
75% de CSF de mono Rhesus (disponible comercialmente de Northern
Biomedical Research), 23% de salina amortiguada con fosfato estéril
y 2% de dimetilsulfóxido (v/v) (Aldrich Chemical Co., Catálogo
número 27, 685-5). Se agregan compuestos de ensayo a
la solución CSF a una concentración final de 40 \mum o 15 \mum.
Todas las muestras de manejo se llevan a cabo en una cabina de
flujo laminar y las soluciones de ensayo se mantienen a 97ºC durante
el ensayo. Después de 24 horas, la actividad enzimática en las
soluciones se apaga al agregar acetonitrilo para producir una
concentración final de 25% (v/v). Las muestras (en el tiempo de
punto 0 y el punto de tiempo de 24 horas) se analizan a temperatura
ambiente utilizando HPLC de fase inversa. Se utiliza una columna
microbore para maximizar la sensibilidad. Los parámetros para HP
analíticos son como sigue:
- A: ácido trifluoroacético 0.1% (TFA) en agua (v/v)
- B: 0.085% TFA/acetonitrilo, 1% H_{2}O (v/v)
- Inyección: 100-250 \mul de muestra de ensayo
- Serie: 10% para B durante 5 min, luego 10-70% B durante 60 min
Se desarrolla análisis cromatográfico utilizando
un HPLC de Hewlett Packard 1090 serie II. La columna utilizada para
la separación es una C4, 5 \mum, 1 x 250 mm (Vydac # 214 TP 51).
El índice de flujo es de 50 \mul/min y el perfil de elusión de
los compuestos de ensayo se monitorea en 214, 230, 260 y 280 nm.
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La toma de cerebro de los compuestos de ensayo
se mide utilizando la técnica de Oldenforf (Brain Research (1970)
24: 372-376). En este modelo establecido, el índice
de toma cerebral (BUI) es un estimado de la capacidad relativa de
un compuesto particular para cruzar la barrera hematoencefálica,
expresada como un porcentaje de lo observado mediante la referencia
libremente difundible, agua. Los compuestos radio etiquetados se
administran a un animal de ensayo como un bolo rápido (200 \mul)
en la arteria carótida izquierda común (con la arteria carótida
externa izquierda ligada). El animal se sacrifica 15 segundos
después y la cantidad de radioactividad dentro del proceencéfalo
ipsolateral se determina. El BUI se computa utilizando la siguiente
ecuación:
Índice \ de \
toma \ cerebral \ (BUI)= \frac{(dpm \ del \ compuesto \ de \ ensayo
\ en \ cerebro)/(dpm \ de \ agua \ en \ cerebro)}{(dpm \ de \
compuesto \ de \ ensayo \ en \ Inyectado)/(dpm \ de \ agua \ en \
Inyectado)}
El vehículo utilizado para los compuestos de
ensayo puede ser 50 mm de ciclodextrina en 75% de salina amortiguada
con fosfato. El agua se puede utilizar como la referencia
libremente difundible, y la sacarosa se puede utilizar como un
control negativo.
Un fragmento de IgG1 de ratón se amplifica
mediante PCR utilizando un cebador 5'
(5'-CTGGTTCCGCGTG
GATCCGT-GCCCAGGGATTGTGGT-3' (SEQ ID No: 6) y el cebador 3' (5-ATTAAGCATTCTAGATCATTTAC
CAGGAGAGTG-3' (SEQ ID No: 7)). Este fragmento codifica la articulación, las regiones CH2 y CH3 de IgG1 de ratón y se flanquea mediante un sitio BamHI de cuadro en su extremo 5' y el sitio XbaI después del codón de terminación. Este fragmento se clona en varios vectores de expresión celular de mamíferos comunes, que incluyen pCMV4 y pED.
GATCCGT-GCCCAGGGATTGTGGT-3' (SEQ ID No: 6) y el cebador 3' (5-ATTAAGCATTCTAGATCATTTAC
CAGGAGAGTG-3' (SEQ ID No: 7)). Este fragmento codifica la articulación, las regiones CH2 y CH3 de IgG1 de ratón y se flanquea mediante un sitio BamHI de cuadro en su extremo 5' y el sitio XbaI después del codón de terminación. Este fragmento se clona en varios vectores de expresión celular de mamíferos comunes, que incluyen pCMV4 y pED.
Un segundo fragmento de gen que codifica la
secuencia líder y el propéptido de activador de plasminógeno de
tejido humano (tPA) se ensambla por PCR. Se introduce una mutación
conservadora en este fragmento para crear un sitio de restricción
BssHII único. Este fragmento se clona en el vector de expresión
pED.
Un nuevo vector se construye luego mediante la
ligación de tres vías del fragmento KpnI-BssHII del
vector tPA, un BaH y para el fragmento KpnI del vector de expresión
IgGI, y los oligonucleótidos sintéticos de doble hélice mostrado en
la figura 3. Este vector contiene elementos reguladores para
expresión de alto nivel en células de mamíferos que incluyen COS;
CHO, y células 293, una secuencia líder secretora del gen tPA, un
fragmento que codifica la región FC del IgG1 de ratón, un BssHII
único dentro de la secuencia tPA, y un sitio sPEI único entre la
secuencia tPA y la región IgG1. El vector se muestra en la figura 4
y se designa pTIg.
Un fragmento de ADN sintético que codifica una
porción de \beta amiloide del gen de proteína precursora amiloide
\beta humana se ensambla utilizando una estrategia de súper
posición de PCR como se indica en la figura 5. El sitio BssHII en
el extremo 5' y el sitio sPEI en el extremo 3' flanquea este
fragmento. El fragmento \beta amiloide sintético se ensambla con
y sin una secuencia flanqueadora
gly-gly-gly en el extremo 5', y
termina en el aminoácido 40 de amiloide \beta o el aminoácido 42
de amiloide \beta. Las condiciones utilizadas para ensamble PCR y
clonación del fragmento amiloide \beta sintético son como sigue:
una amplificación PCR o Klenow se desarrolla para cada par de
oligos en una temperatura de hibridación de aproximadamente 42ºC
durante 25 ciclos, 15'' de extensión para que cada ciclo. Para la
síntesis PCR secuencial, se mezcla los productos 217/218 con los
productos 219/220, o los productos 219/220 se mezclan con los
productos 221/222, y la reacción PCR se repite sin cebadores
externos. Estos productos se mezclan (o un producto PCR de esta
etapa se mezcla con un producto de otra etapa) y la reacción PCR se
repite con cebadores externos para ensamble final. Las reacciones
PCR se limpian mediante purificación de gel sin muchos subproductos
se presentan o mediante purificación por columna si la mezcla de
reacción PCR es relativamente limpia.
Los productos PCR y el vector pTIg se digieren
luego con BssHII y sPEI, y los dos fragmentos se ligan. La
secuencia del gen amiloide \beta sintético ensamblado se confirma
y contiene los codones y los sitios de reconocimiento de
endonucleasa de restricción mostrados en la figura 6.
El gen amiloide \beta se utiliza como
plantilla para PCR para generar fragmentos más pequeños del amiloide
\beta. Los fragmentos del gen PCR se clonan como productos de
digestión BssHII-sPEI (como se describió
anteriormente para los fragmentos 1-40 y
1-42). Los fragmentos que codifican penta péptidos
de amiloide \beta con o sin ligadores
gly-gly-gly se ensamblan utilizando
oligonucleótidos complementarios con terminales sobresalientes
BssHII y sPEI. Los fragmentos del gen amiloide \beta y los
oligonucleótidos utilizados para sintetizar aquellos fragmentos se
muestran en las figuras 7A y 7B. Todas las construcciones se
confirman por secuenciamiento de ADN.
Se utilizan los siguientes métodos en estos
experimentos
Células COS se colocan en placas en platos de
100 mm en medio Eagle modificado de Duvelco
(Gibco-BRL) complementado con 10% de suero bovino
fetal (Sigma), 4 mm de L-glutamina, 50 \mug de
gentamisina, y transfectado con HDNA que codifican varios segmentos
del amiloide \beta flaqueado por la región IgG1 FC de ratón cuando
las células alcanzan aproximadamente 50% de confluencia. El
reactivo de transfección se prepara al agregar 12 \mul de fugene
(Roche) seguido por 5 \mug de plásmido de ADN a 0.3 ml de medio
libre de suero. Después de incubar durante 15 minutos a temperatura
ambiente, el reactivo de transfección se agrega al medio de baño de
las células. Los platos se arremolinan gentilmente para distribuir
el reactivo. Después de 24 horas, se remueve el medio y las células
se lavan una vez con medio Eagle modificado de Duvelco/F12
(Gibco-BRL) complementado con 4mm de
L-glutamina, 0.8 mm de L-serina, 0.3
mm de L-asparagina, y 10 \mug/ml de insulina, 1.5
\mum de sulfato ferroso, 100 nm de hidrocortisona, 10 mm de
putresina, y 28 nm de selenita de sodio luego se incuba en 6 ml del
mismo medio. Después de 24 horas, se recolecta el medio
condicionado. Una alícuota del medio se agrega al amortiguador de
carga de gel 6.25 X (concentración final, 50 mm tris ph 6.8, % SDS,
0.1% azul blomofenol, y 10% glicerol). Las células se lisan en
amortiguador de carga de gel y se recolectan. Las muestras se
calientan a 100ºC durante 10 minutos y se redisuelven en 10% de gel
de SBS - poliacrilamina (Millipore). Las membranas se bloquean
durante una hora en 5% de leche seca sin grasa, 1% de albúmina de
suero bovino, 0.02% de azida de sodio en salina amortiguada con
fosfato (PBS), se lava tres veces en PBS que contiene 0.05%
Tween-20 (PBS-T), e incuba durante
dos horas en anticuerpo anti ratón conjugado con peroxidasa de
rábano en caballo incrementado en ovejas (Amersham) diluido
1-5000 en 1% de leche seca son grasa en
PBS-T. Se visualizan las transferencias mediante
quimio luminiscencia utilizando un kit de Roche.
Se preparan secciones de corona de cerebro en 20
micro series de ratones transgénicos de 20-22
semanas de mutación sueca de proteína precursora amiloide y
presenilina m146l (Ref.). Se desarrollan todas las incubaciones a
temperatura ambiente. Las secciones se lavan en 100 mm tris, ph 7.4
(amortiguador tris), incubado en 70% de ácido fórmico durante tres
minutos, luego se lava tres veces en amortiguador tris. La actividad
de la peroxidasa endógena se bloque al incubar durante 20 minutos
en 10% de metanol, 3% de peróxido de hidrógeno en 40 mm tris, ph
7.4, las secciones se lavan tres veces en amortiguador tris luego se
incuban en 0.85% NaCl, 0.1% triton X-100, 100 mm
tris ph 7.4 (amortiguador Tris A durante cinco minutos seguido por
amortiguador B) durante 15 minutos. Las secciones se incuban
durante la noche en medio condicionado de células que expresan
proteínas de fusión secretadas o anticuerpo policlonal
anti-\beta-amiloide diluidos
1-1000 en amortiguador B tris. Las secciones se
lavan dos veces en amortiguador tris A y una vez en amortiguador
tris B luego se incuban con anticuerpo anti ratón conjugado con
biotina incrementado en monos de laboratorios Jackson diluidos 1/500
en amortiguador tris A durante 1 hora. Las secciones se lavan dos
veces en amortiguador tris A y una vez en amortiguador Tris B.
luego se incuban con peroxidasa de rábano en caballo conjugada con
avidina utilizando un kit de inmuno histoquímica ABC de vector
Laboratories. Las secciones se lavan tres veces en amortiguador
tris y se tiñen durante cinco minutos con clorhidrato de
diaminobencidino de Vector Laboratories. Las secciones se
deshidratan mediante pasaje sucesivo a través de 50% de etanol, 70%
de etanol, dos veces en 95% de etanol, dos veces en 100% de etanol,
y dos veces en sileno. Después de aplicar un cobre objeto, los
portaobjetos se revisan utilizando un microscopio Olympus
BX-60 y se capturan las imágenes con el software
Bioquant.
El medio cosechado a partir de células COS que
expresan la región FC de IgG1 de ratón fusionado con residuos de
aminoácido 1-40, 1-42,
10-25, 16-30, 17-21,
o 17-21 (A21L) del amiloide \beta con o sin una
tapa de glicina triple N-terminal se redisuelve
mediante electroforesis de gel de poliacrilamida SDS en la ausencia
de un agente de reducción y examinado mediante análisis Western
Blot. Las transferencias por sondeo con anticuerpo anti ratón
demuestran que cada construcción produce una proteína que migra en
aproximadamente 75 kDA (figura 1). La migración de las bandas se
cambia a aproximadamente 35 kDA si el
\beta-mercapto etanol se agrega a las muestras,
lo que confirma que las proteínas forman dímeros por vías de enlaces
de disulfuro (datos no mostrados). Especies de peso molecular mayor
se detectan a partir de algunas de las proteínas de fusión y
probablemente representan agregados no dispersos por SDS. Una
cantidad reducida de proteína secretada se detecta en el medio de
células que expresan el dominio FC fusionado a los residuos
1-40, 1-42, o 10-25
del amiloide \beta.
El medio cosechado de células COS que secretan
la región FC del IgG1 de ratón fusionado a varios segmentos del
amiloide \beta se incuba con secciones de corona de cerebro de
20-22 semanas de ratones transgénicos para la
mutación Sueca de la proteína precursora amiloide y la presenilina
M146L y el desarrollo con el anticuerpo anti ratón. Las secciones
de tejido incubadas con medio de células que expresan segmentos de
amiloide \beta fusionado a la distribución Fc de placas es
consistente con la distribución de las placas amiloides. Se examina
la intensidad del teñido que es mayor cuando los residuos
17-21 o 16-30 del amiloide \beta
se unen a la región FC del IgG1. No se detectan placas amiloides
cuando el medio condicionado de células no transfectadas o formas
de células que expresan el dominio FC sin un fragmento amiloide
\beta se ensayan (figura 2). Adicionalmente, las placas no se
observan cuando se incuban las secciones con IgG1 purificado. La
colocalización de las proteínas de fusión con placas amiloides se
confirma mediante teñido adyacente de secciones de cerebro con un
anticuerpo policlonal
anti-B-amiloide o tioflavina.
La unión de la proteína de fusión del A\beta
(16-30) y el IgG1 Fc de ratón (A\beta
(16-30)-FC) con receptores FC en
macrófagos J774 y para células de cáncer de mama MCF7 que les falta
el receptor Fc se determina mediante una modificación del
procedimiento por Webster, S. D. et al. (2201) J. Immunol.,
166, 7496-7503. En resumen, los macrófagos J774 en
medio Eagle modificado de Duvelco (Gibco #
11960-051) complementado con 10% de suero bovino
fetal (Sigma # 2442) se colocan en placas de 24 pozos en una
densidad de 3 x 10^{5} células/pozo y se mantienen a 37ºC durante
24 horas antes del ensayo. El
\beta-amiloide_{1-40}
fluorescente agregado (fA\beta_{1-40}) se
prepara al incubar 500 \mum A\beta_{1-40}
(California Peptide Research, Inc # 641-10) con 30
\mum de A\beta_{1-40} conjugado con
fluoresceína (AnaSpec # 23513) en 10 mm de Hepes (ph 7.4) mientras
que se agita durante la noche a temperatura ambiente. El
FA\beta_{1-40} se diluye a 50 \mum en salina
amortiguada con fosfato (PBS). Las proteínas de ensayo se unen al
FA\beta_{1-40} al incubar 100 \mug de
A\beta (16-30)-FC, IgG1 FC de
ratón sólo, o anticuerpo \alpha\beta-amiloide
(Biosource International # 44-352), o IgG1 de ratón
(Sigma # M9269) con un ml de FA\beta1-40 a 37ºC
durante 30 minutos. Se forman glóbulos del
FA\beta_{1-40} unido a proteína mediante
centrifugación a 14.000 XG durante cinco minutos, se lava dos veces
en PBS, y se resuspende a 500 \mum en PBS. Inmediatamente antes
del ensayo, el medio celular J774 se reemplaza con 0.5 ml de medio
Eagle modificado de Dulveco que contiene 1% BSA. Se agrega fucoidan
a una concentración final de 100 \mug/ml y las células se incuban
durante 30 minutos a 37ºC. En algunos experimentos 25 \mug del
anticuerpo receptor \alpha FC (Pharmingen # 01241D) se agrega y
las células se incuban a 37ºC durante 15 minutos adicionales. Las
células se mueven a 4ºC durante 30 minutos. Se agrega
FA\beta_{1-40} unido a proteína en una
concentración final de 10 \mum y se incuba a 4ºC durante 45
minutos. La solución se remueve y las células se lavan dos veces con
salina amortiguada con Hepes frío. (HBS). Se agrega tripsina fría
(Gibco # 25200-056) durante 20 minutos a 4ºC para
sacar las células. Las células se resuspenden en HBS frío que
contiene 0.1% BSA y se analizan en un analizador FACS Can de Becton
Dichinson.
Los resultados de este experimento se presentan
en la figura 8, que presenta una gráfica que muestra una
fluorescencia celular relativa en la presencia de cada una de las
proteínas, y en la presencia y ausencia del anticuerpo receptor
anti-Fc. La fluorescencia celular se iguala con la
toma de fibrillas mediante la células y muestra que en la ausencia
de anticuerpo receptor anti-FC, la proteína de
fusión A\beta (16-30)- FC y el anticuerpo
\alpha-\beta-amiloide originan
la toma celular mediante las células macrófagas J774, pero en la
ausencia de proteína adicional de la proteína de control, no se
observa toma de fibrilla. La toma de fibrilla en la presencia de
proteína de fusión A\beta (16-30)- FC y el
anticuerpo \alpha-\beta-amiloide
se inhibe por el anticuerpo receptor \alpha-FC.
En contraste, no hubo toma de fibrilla por las células MCF7, que les
falta el receptor FC, bajo cualquiera de las condiciones
examinadas. Los anteriores resultados indican que la toma de
fibrilla mediada por el receptor FC ocurre en la presencia de la
proteína de fusión A\beta (16-30)- FC o el
anticuerpo
\alpha-\beta-amiloide.
La capacidad de un compuesto de la invención
para modular (por ejemplo, inhibir o promover) la agregación de
\betaAP natural cuando se combina con el
\beta-AP natural se examina utilizando el ensayo
de unión de fibrilla. El \beta-AP natural
(\betaAP_{1-40}) para uso en ensayos de
agregación está disponible comercialmente de Bachem (Torrance,
CA).
Se necesitan los siguientes materiales para el
ensayo de unión de fibrilla: un aparto multi filtro Millipore; 12 x
75 tubos de vidrio; filtros de vidrio de 25 mm GF/F; PBS/0.1% tween
20 a 4ºC (PBST); fibrillas A\beta; compuesto radiactivo;
compuesto no radiactivo; y peteador de repetición Eppendorf con
boquillas; etiquetas; fórceps; y vacío.
En este ensayo, cada muestra corre por
triplicado. La "edad" de la fibrilla A\beta se prepara
primero a aproximadamente 8 días en avance al envejecer alícuotas
de 1 ml de una disolución de péptido a
\beta_{1-40} de 200 \mum en 4% de
MSO-PBS durante 8 días a 37ºC con agitación. Tal
péptido A\beta "envejecido" se puede probar directamente en
las células o congelar a -80ºC.
La fibrilla A\beta de 200 \mum se diluye en
PBST para producir una disolución de 4 \mum (320 \mul en 16 ml
de PBST). Alícuotas de 100 \mul de esta disolución se agregan por
tubo por el pipeteador de repetición.
El compuesto ensayado (por ejemplo, A\beta
(16-30)-FC PPI-1019
o PPI-1621) se prepara en diluciones de 2 \mum -
200 FM. El compuesto ensayado (200 \mul) se agrega luego al tubo
apropiado que contiene la fibrilla A\beta.
El compuesto etiquetado radiactivamente se
prepara utilizando protocolos de seguridad radioactivo estándares
al elaborar una dilución en una disolución tween-20
PBS-0.1% de tal forma que existe una concentración
final de 20.000 DPM x 100 \mul. Alícuotas de 100 \mul de
compuesto etiquetado radiactivamente se agregan por tubo utilizando
el pipeteador de repetición. Las muestras se cubren con parafilm e
incuban a 37ºC dentro de bolsas plásticas para radioactividad
durante la noche.
Para filtrar las muestras, los filtros se
prehumedecen en un volumen pequeño de PBST. Dos aparatos de multi
filtración Millipore se configuran con filtros GF-F
en cada ranura de filtración siguiendo las instrucciones del
fabricante. Las muestras se remueven de la incubadora a 37ºC y cada
muestra se filtra utilizando un volumen pequeño (\sim 5 ml) de
amortiguador PBST frío. El tubo de muestra se lava luego con dos
volúmenes de 5 ml adicionales de amortiguador PBST frío. Al vacío
se le permite retirarse a un semifiltro seco durante aproximadamente
2 minutos después de agregar la última muestra y el filtro se
transfiere a un tubo etiquetado para conteo de yodinación, se
registran conteos durante un minuto, los datos se grafican, y el
programa Prism (GraphPAD) se utiliza para analizar la gráfica, de
acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Los resultados de este experimento (establecidos
en la figura 9), demuestran que los compuestos ensayados (por
ejemplo pPI-1019, pPI-1621 y tres
diferentes preparaciones de A\beta
(16-30)-FC) son inhibidores
efectivos de la agregación A\beta.
La expresión de la proteína de fusión A\beta
(16-30) fusionada al terminal N de un péptido que
consiste de dominio IgG1 FC y el dominio de la región de
articulación (A\beta (16-30)-HFC)
se logra utilizando una construcción de expresión generada en el
vector PC ADN 3.1 en el que el gen de resistencia a la neomicina se
reemplaza con un gen que codifica la reductasa dihidrofolato (DHFR).
La expresión de la construcción se dirige por el promotor CMD. La
construcción incluye adicionalmente la secuencia de señal TPA
(secuencia de aminoácido MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP (SEQ ID No: 8))
fusionada a aminoácidos 16-30 de la secuencia
\beta amiloide humana (secuencia de aminoácido
KLVF
FAEDVGSNKGA (SEQ ID No: 9)) fusionada al terminal N de la región de articulación y FC de la cadena pesada IgG1 humana (secuencia de aminoácido que inicia EPKSCD… (SEQ ID No: 10)) Seguido por la señal de poliadenilación BGH. Las proteínas de fusión intactas son los aminoácidos 272 y luego del procesamiento de la secuencia de señal, la proteína madura es de 247 aminoácidos. La expresión transitoria en cos, células 297-293T suministra una proteína de fusión que está principalmente presente como un dímero en análisis PAGE no reducido y, luego de la reducción, se detectan los monómeros.
FAEDVGSNKGA (SEQ ID No: 9)) fusionada al terminal N de la región de articulación y FC de la cadena pesada IgG1 humana (secuencia de aminoácido que inicia EPKSCD… (SEQ ID No: 10)) Seguido por la señal de poliadenilación BGH. Las proteínas de fusión intactas son los aminoácidos 272 y luego del procesamiento de la secuencia de señal, la proteína madura es de 247 aminoácidos. La expresión transitoria en cos, células 297-293T suministra una proteína de fusión que está principalmente presente como un dímero en análisis PAGE no reducido y, luego de la reducción, se detectan los monómeros.
Se evalúa la capacidad del A\beta
(16-30)- FC para limpiar placas amiloides en un
modelo de ratón de enfermedad de Alzheimer. La proteína de fusión
se administra a un ratón transgénico para mutación Sueca de la
proteína precursora amiloide y presenilina M146L mediante infusión
directa dentro de la corteza cerebral en un hemisferio. El ratón se
sacrifica y la cantidad de amiloide en las secciones de cerebro se
determina por teñido de tioflavina S. Como se indica en la figura
10, el límite de la placa en el sitio de infusión se reduce
significativamente comparado con el hemisferio controlado. Las
secciones de cerebro de un ratón que recibe una proteína que
consiste de la región (IgG1 Fc de ratón) pero no secuencia de unión
amiloide no exhiben diferencia en el límite de la placa entre los
dos hemisferios.
Un fragmento de cADN de IgGI que codifica la
región FC de la proteína, que corresponde a los aminoácidos
242-473 de la cadena pesada IgG1 humana (número de
acceso de secuencia CAA75030), se sintetiza utilizando
RT-PCR. En el proceso de síntesis de este
fragmento, un sitio de endonucleasa de restricción EcoRV conservador
se crea dentro de la región FC para facilitar las etapas de
clonación posteriores. Una segunda pieza de ADN sintético que
corresponde a la secuencia líder y al propéptido de activador de
plasminógeno de tejido (TPA) se sintetiza y se fusiona con el
fragmento FC utilizando PCR. Se clona la fusión TPA/FC en un
derivado del vector de expresión PCDNA 3.1 en el que el gen de
resistencia a la neomicina se reemplaza con reductasa dihidrofolato.
El gen sintético se designa de tal forma que el sitio BamHI único
flaquea el extremo 5' y el sitio EcoRV único introducido dentro de
la región Fc se puede reemplazar con un fragmento BamHI/EcoRV
correspondiente para hacer proteínas de fusión FC adicionales.
Una pieza de ADN sintético que codifica
16-30 aminoácidos del péptido \beta amiloide
humano se genera utilizando PCR y se clona en le vector de fusión
tpA/FC. Se elimina la región de propéptido de este vector utilizando
PCR, produciendo el vector pt\Deltapro16-30HFC.
La región de codificación del gen sintético se muestra en la figura
11 y la SEQ ID No: 11. La secuencia de aminoácido de la proteína
codificada y los elementos funcionales anotados se muestran en la
figura 12 y la SEQ ID No: 12.
El vector se transfecta en células COS y 293T
utilizando el reactuvo FuGENE 6 (Boehringer Mannheim), y el medio
condicionado de proteína expresada transitoriamente se cosecha
48-72 horas después. Alternativamente, el vector se
transfecta en células CHO y las líneas de células estables que
expresan la proteína se generan utilizando amplificación de gen
mediada por metotrexato, o se cotransfectan en células 293 con un
segundo plásmido que contiene el marcador de resistencia a la
neomicina, y se selecciona para resistencia al G418.
Se colocan en placas células 293T en platos de
seis pozos en medio Eagle modificado de Dulveco
(Gibco-BRL) complementado con 10% de suero bovino
fetal (Sigma) y 4 mm de L-glutamina y se transfectan
con ADN que codifica 16-30 aminoácidos de \beta
amiloide fusionado a la región IgG1 Fc humana cuando las células
alcanzan aproximadamente 70% de confluencia. El reactivo de
transfección se prepara al agregar 3 \mul de FuGENE (Roche)
seguido por 1 \mug de plásmido de ADN a 50 \mul de medio libre
de suero. Después de incubar durante 15 minutos a temperatura
ambiente, se agrega el reactivo de transfección al medio de baño de
las células. Los platos se giran gentilmente para distribuir el
reactivo. Después de 24 horas, el medio se remueve y las células se
lavan una vez con medio Eagle modificvado de Duvelco/F12
(Gibco-BRL) complementado con 4 mm de
L-glutamina, 0.8 mm de L-serina,
0.3 mm de L-asparagina, 10 \mug/ml de insulina,
1.5 \mum de sulfato ferroso, 100 nm de hidrocortisona, 10 mm de
putresina, y 28 nm de selenita de sodio luego se incuban en 2 ml del
mismo medio. Después de 24 horas, el medio condicionado se
recolecta. Se agrega una alícuota del medio a 4X de amortiguador de
carga de gel (Invitrogen). Las células se lisan en amortiguador de
carga de gel y se recolectan. Las muestras se calientan a 100ºC
durante 2 minutos y se redisuelven en 10% de gel de SBS -
poliacrilamina y se transfieren a una membrana de polivinilino de
fluoruro (Millipore). Las membranas se bloquean durante una hora en
5% de leche en polvo baja en grasa que contiene 0.05% tween - 20 en
salina amortiguada con fosfato (PBS) e incubada durante una hora
con anticuerpo anti humano conjugado con peroxidasa de rábano en
caballo incrementado en ovejas (Amersham) diluido en 5% de leche en
polvo baja en grasa 1/7000 IN en PBS con 0.05% tween 20. Se
visualizan las transferencias mediante quimio luminiscencia
mejorada utilizando un kit de Roche. Las proteínas se analizan de
forma similar para su incorporación de las secuencias \beta
amiloide al hacer reaccionar las membranas después de bloqueo con
dilución 1/1000 de aminoácidos 17-24
anti-\beta-amiloide biotinilado
(Signet) en 5% de leche en polvo baja en grasa en PBS con 0.05%
tween 20. Las membranas se lavan luego con PBS con 0.05% tween 20.
Luego de lavar, las membranas se incuban con 1/10000 de
estreptavidina conjugada con peroxidasa de rábano para caballo
(Pierce) en 5% de leche en polvo baja en grasa en PBS con 0.05%
tween 20. Las trasferencias se lavan luego con PBS con 0.5% tween
20 seguido por PBS y luego se visualizan mediante quimio
luminiscencia mejorada utilizando un kit de Roche.
Aquellos expertos en la técnica reconocerán, o
serán capaces de discernir utilizando no más que la experimentación
de rutina, muchos equivalentes para las modalidades específicas de
la invención descrita aquí, tales equivalentes están destinados a
ser abarcados por las siguientes reivindicaciones.
<110> Praecis Pharmaceuticals, Inc
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> AGENTES TERAPÉUTICOS Y MÉTODOS DE
USO DE ESTOS PARA TRATAR UNA ENFERMEDAD AMILOIDOGENA
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> PPI-105PC
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140>
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> 601253,302
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2000-11-27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> 601250,198
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2000-11-29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> 601257,186
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2000-12-20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver, 2.0
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 43
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Leu Val Phe Phe}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Leu Val Phe Phe Ala}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ala Gly Ala Ala Ala Ala Gly Ala}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ala Ile Leu Ser Ser}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 38
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: cebadores
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipctggttccgc gtggatccgt gcccagggat tgtggt
\hfill36
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 33
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: cebadores
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipattaagcatt ctagatcatt taccaggaga gtg
\hfill33
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Met Asp Ala Met Lys Arg Gly Leu Cys Cys Val
Leu Leu Leu Cys Gly}
\sac{Ala Val Phe Val Ser Pro}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Lys Leu Val Phe Phe Ala Glu Asp Val Gly Ser
Asn Lys Gly Ala}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 232
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 804
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: cebadores
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 267
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia Artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la Secuencia
Artificial: cebadores
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 247
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
Claims (53)
1. Un compuesto que comprende la forma
I-L-P, en donde:
I es una región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina o fragmento de esta que retiene la capacidad para
unirse a un receptor FC;
L es un grupo ligador o una unión directa; y
P es un péptido capaz de unir una proteína
amiloidogénica.
2. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde I comprende la secuencia de aminoácido establecida en la
SEQ ID No: 1 o una secuencia de aminoácido que tiene al menos 80%
de identidad con la secuencia de aminoácido establecida en la SEQ
ID No: 1.
3. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde I es una región constante de cadena pesada IgG o fragmento
de esta.
4. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde L es un enlace directo, o un grupo ligador.
5. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde P es un péptido capaz de unir el
\beta-amiloide, o una proteína amiloidogénica
seleccionada del grupo que consiste de transtiretina (TTR), proteína
priónica (PRP), poli péptido amiloide islote (IAPP), factor
natriurético auricular (ANF), cadena liviana kappa, cadena liviana
lambda, amiloide A, procalcitonina, cistatina C, microglobulina
\beta2, ApoA-I, gelsolina, calcitonina,
fibrinógeno y lisozima.
6. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde P comprende 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
17, 18, 19 o 20 aminoácidos, o 40 aminoácidos, preferiblemente 30
aminoácidos, más preferiblemente 20 aminoácidos.
7. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde P comprende al menos un aminoácido de ocurrencia no
natural.
8. El compuesto de la reivindicación 1,
en donde P comprende al menos un aminoácido D.
9. El compuesto de la reivindicación 5,
en donde P comprende una subregión de una proteína amiloidogénica
seleccionada del grupo que consiste de transtiretina (TTR), proteína
priónica (PRP), poli péptido amiloide islote (IAPP), factor
natriurético auricular (ANF), cadena liviana kappa, cadena liviana
lambda, amiloide A, procalcitonina, cistatina C, microglobulina
\beta2, ApoA-I, gelsolina, calcitonina,
fibrinógeno y lisosima, o una subregión de un péptido
\beta-amiloide natural.
10. El compuesto de la reivindicación 5,
en donde P es un péptido comprendido completamente de aminoácidos D
y que tiene al menos tres residuos de aminoácidos seleccionados
independientemente del grupo que consiste de una estructura leucina
D, una estructura fenilalanina D, una estructura valina D, una
estructura tiroxina D,. Una estructura yodotiroxina D, y una
estructura alanina D.
11. El compuesto de la reivindicación 5,
en donde P es un péptido que comprende la estructura
(Y-Xaa_{1}-Xaa_{2}-Xaa_{3}-Xaa_{4}-Z)
En donde Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3}, y
Xaa_{4} cada uno son estructuras de aminoácido D y al menos 2D
Xaa_{1}, Xaa_{2}, Xaa_{3}, y Xaa_{4}, independientemente, se
seleccionan del grupo que consiste de una estructura de leucina D,
una estructura de fenilalanina D, y una estructura de valina D;
Y, que puede o no estar presente, es una
estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{a} en donde Xaa es
cualquier estructura de aminoácido D y a es un entero de 1 15;
y
Z, que puede o no estar presente, es una
estructura que tiene la fórmula (Xaa)_{b} en donde Xaa es
cualquier estructura de aminoácido D y b es un entero de 1 a
15.
12. El compuesto de la reivindicación 5,
en donde P es un péptido seleccionado del grupo que consiste de:
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-Phe-fenitilamida,
D-Leu-D-Val-D-Tyr-D-Phe,
D-Leu-D-Val-D-lodoTyr-D-Phe,
D-Leu-D-Val-Phe-D-Tyr,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-lodoTyr,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Ala,
D-Ala-D-Val-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Leu-D-Val-D-Tyr-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-lodoTyr-D-Phe-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-Tyr-D-Ala,
D-Leu-D-Val-D-Phe-D-lodoTyr-D-Ala,
D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Leu-,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Val,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Leu-D-Leu,
D-Leu-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Val-D-Leu,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu-D-Val,
D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
D-Ala-D-Phe-D-Phe-D-Phe-D-Leu,
A\beta (16-30), A\beta (10-25),
A\beta (10-29), A\beta (1-14) y
A\beta (1-42).
13. Un dímero del compuesto de la
reivindicación 1.
14. Una composición farmacéutica que
comprende una cantidad terapéuticamente efectiva del compuesto de
la reivindicación 1 y un portador farmacéuticamente aceptable.
15. Uso de un compuesto de la
reivindicación 1 para la preparación de un medicamento para eliminar
una proteína amiloidogénica de un sujeto.
16. Uso de una cantidad terapéuticamente
efectiva del compuesto de la reivindicación 1 para la preparación
de un medicamento para tratar un sujeto que sufre de un trastorno
amiloidogénico.
17. Uso de acuerdo con la reivindicación
16, en donde el trastorno amiloidogénico es la enfermedad de
Alzheimer, o una encefalopatía esponjiforme.
18 Una molécula de ácido nucleico que
comprende una secuencia de nucleótido que codifica una proteína de
fusión, dicha proteína de fusión comprende una región constante de
cadena pesada de inmunoglobulina, o fragmento de esta, que retiene
la capacidad para unirse a un receptor FC y una secuencia de
aminoácido capaz de unirse a una proteína amiloidogénica.
19. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 18, en donde la proteína amiloidogénica se selecciona
del grupo que consiste de \beta-amiloide,
transtiretina (TTR), proteína priónica (PRP), poli péptido amiloide
de islote (IAPP), factor natriurético auricular (ANF), cadena
liviana kappa, cadena liviana lambda, amiloide A, procalcitonina,
cistatina C, microglobulina \beta2, ApoA-I,
gelsolina, calcitonina, fibrinógeno, Huntington y
\alpha-sinucleina.
20. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 18, en donde la región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina es una región constante de cadena pesada IgG o
fragmento de esta.
21. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 20, en donde el IgG es un humano, canino, bovino,
porcino, múrino, ovino o rata IgG.
22. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 18, en donde la región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina es un IgM. IgA, IgD o IgE de región constante de
cadena pesada o fragmento de esta.
23. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 21, en donde el IgG humano es IgG1, IgG2, IgG3 o
IgG4.
24. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 18, en donde la región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina comprende un dominio CH2 funcionalmente activo.
25. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 18, en donde la secuencia de aminoácido capaz de
unir la proteína amiloidogénica comprende
A\beta_{1-42} o un fragmento de esta.
26. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 25, en donde la secuencia de aminoácido capaz de
unir la proteína amiloidogénica comprende al menos 4, o al menos 5
residuos de aminoácidos contiguos de la secuencia de aminoácido de
A\beta_{1-42}.
27. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 25, en donde la secuencia de aminoácido capaz de
unir la proteína amiloidogénica comprende aproximadamente
4-15, preferiblemente aproximadamente
5-10 residuos de aminoácidos contiguos de las
secuencia de aminoácido A\beta_{1-42}.
28. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 25, en donde la secuencia de aminoácido capaz de
unir la proteína amiloidogénica comprende una secuencia seleccionada
del grupo que consiste de
Leu-Val-Phe-Phe,
Leu-Val-Phe-Phe-Ala
(SEQ ID No: 3),
Leu-Val-Phe-Phe-Leu,
A\beta (16-30), A\beta (10-25),
A\beta (1-29), A\beta (1-40), y
A\beta (1-42).
29. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 18, en donde la proteína de fusión comprende
adicionalmente un grupo ligador de al menos un residuo de
aminoácido, dicho grupo ligador liga la región constante de cadena
pesada de inmunoglobulina y la secuencia de aminoácido capaz de
unirse a una proteína amiloidogénica.
30. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 29, en donde el grupo ligador comprende
aproximadamente 1-20, preferiblemente
1-10, más preferiblemente 1-5
residuos de aminoácido.
31. La molécula de ácido nucleico de la
reivindicación 29, en donde el grupo ligador comprende la
secuencia
- (Gly)_{n} -, en donde n es un entero de aproximadamente 1-10.
- (Gly)_{n} -, en donde n es un entero de aproximadamente 1-10.
32. Un vector que comprende la molécula de
ácido nucleico de una cualquiera de las reivindicaciones
17-31.
33. Una célula recombinante que comprende
la molécula de ácido nucleico de una cualquiera de las
reivindicaciones 17-31.
34. La célula recombinante de la
reivindicación 33, en donde dicha célula es una célula de
mamífero.
35. La célula recombinante de la
reivindicación 33, en donde dicha célula es una célula CHO o una
célula COS.
36. Un método para producir un poli
péptido que comprende cultivar la célula recombinante de la
reivindicación 33 en un medio de cultivo apropiado para, por lo
tanto, producir el poli péptido.
37. El poli péptido que comprende una
región constante de cadena pesada de inmunoglobulina, o fragmento
de esta, que retiene la capacidad para unir un receptor FC y una
secuencia de aminoácido capaz de unirse a una proteína
amiloidogénica.
38. El poli péptido de la reivindicación
37, en donde la proteína amiloidogénica se seleccionad del grupo
que consiste de, transtiretina \beta-amiloide
(TTR), proteína priónica (PRP), poli péptido amiloide de islote
(IAPP), factor natriurético auricular (ANF), cadena liviana kappa,
cadena liviana lambda, amiloide A, procalcitonina, cistatina C,
microglobulina \beta2, ApoA-I, gelsolina,
calcitonina, fibrinógeno, lisosima, Huntington y
\alpha-sinucleina.
39. El poli péptido de la reivindicación
37, en donde la región constante de cadena pesada de inmunoglobulina
es una región constante de cadena pesada IgG o fragmento de
esta.
40. El poli péptido de la reivindicación
37, en donde el IgG es un humano, canino, bovino, porcino, murino,
ovino o rata IgG.
41. El poli péptido de la reivindicación
37, en donde la región constante de cadena pesada de inmunoglobulina
es un IgM. IgA, IgD o IgE de región constante de cadena pesada o
fragmento de esta.
42. El poli péptido de la reivindicación
40, en donde el IgG humano es IgG1, IgG2, IgG3 o IgG4.
43. El poli péptido de la reivindicación
37, en donde la región constante de cadena pesada de inmunoglobulina
comprende un dominio CH2 funcionalmente activo.
44. El poli péptido de la reivindicación
38, en donde la proteína amiloidogénica comprende
A\beta_{1-42} o un fragmento de esta.
45. El poli péptido de la reivindicación
44, en donde la proteína amiloidogénica comprende al menos 4, o al
menos 5 residuos de aminoácidos contiguos de la secuencia de
aminoácido de A\beta_{1-42}.
46. El poli péptido de la reivindicación
44, en donde la proteína amiloidogénica comprende aproximadamente
4-15, preferiblemente aproximadamente
5-10 residuos de aminoácidos contiguos de las
secuencia de aminoácido
A\beta_{1-42}.
A\beta_{1-42}.
47. El poli péptido de la reivindicación
44, en donde la proteína amiloidogénica comprende una secuencia
seleccionada del grupo que consiste de
Leu-Val-Phe-Phe,
Leu-Val-Phe-Phe-Ala
(SEQ ID No: 3),
Leu-Val-Phe-Phe-Leu,
A\beta (16-30), A\beta (10-25),
A\beta (1-29), A\beta (1-40), y
A\beta (1-42).
48. El poli péptido de la reivindicación
37, en donde la proteína de fusión comprende adicionalmente un
grupo ligador de al menos un residuo de aminoácido, dicho grupo
ligador liga la región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina y la secuencia de aminoácido capaz de unirse a una
proteína amiloidogénica.
49. El poli péptido de la reivindicación
48, en donde el grupo ligador comprende aproximadamente
1-20, preferiblemente aproximadamente
1-10, más preferiblemente aproximadamente
1-5 residuos de aminoácido.
50. El poli péptido de la reivindicación
48, en donde el grupo ligador comprende la secuencia -
(Gly)_{n} -, en donde n es un entero de aproximadamente
1-10.
51. Un método para preparar un agente
terapéutico que comprende la fórmula
I-L-P', en donde:
I es una región constante de cadena pesada de
inmunoglobulina o fragmento de esta que retiene la capacidad para
unirse a un receptor FC;
L es un grupo ligador o una unión directa; y
P' es un péptido capaz de unir una proteína
amiloidogénica, el método comprende:
- 1)
- seleccionar una librería de péptido para identificar uno o más péptidos que se unen a la proteína amiloidogénica;
- 2)
- determinar la secuencia de aminoácido de al menos un péptido que se une a la proteína amiloidogénica; y
\newpage
- 3)
- producir un agente terapéutico que comprende un péptido que tiene la secuencia de aminoácido identificada en la etapa (2), una región constante de cadena pesada de inmunoglobulina o fragmento de esta que retiene la capacidad de unirse a un receptor FC, y un grupo ligador o una unión directa.
52. El método de la reivindicación 51, en
donde la librería de péptido comprende péptidos de aminoácido L, o
péptidos de aminoácido D.
53. Un agente terapéutico preparado por el
método de la reivindicación 51.
54. Una composición farmacéutica que
comprende el agente terapéutico de la reivindicación 53.
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