ES2286543T3 - Medios y metodos para diagnosticar y tratar transtornos afectivos. - Google Patents
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Abstract
Uso de (i) una molécula de ácido nucleico que comprende una secuencia de ácido nucleico seleccionada entre el grupo consistente en: (a) una secuencia de nucleótidos genómica que codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que contiene una mutación en la región 5''UTR que corresponde a las posiciones 532, 1100, 1122, 1171 o 1702 de la secuencia genómica del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición dicho nucleótido se reemplaza por otro nucleótido; (b) una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde en el exón indicado en la columna "Exón" de la siguiente Tabla A, el resto aminoacídico indicado en la columna "Resto aminoacídico" de la Tabla A que corresponde a la posición indicada en la columna "Posición en tipo silvestre" de la Tabla A de la secuencia de aminoácidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 se reemplaza por otro resto aminoacídico.
Description
Medios y métodos para diagnosticar y tratar
trastornos afectivos.
La presente invención se refiere al uso de
moléculas de ácido nucleico, preferiblemente secuencias genómicas,
que codifican un canal iónico de apertura por ATP P2X7R que contiene
una mutación en las regiones 5'UTR o 3'UTR, una mutación en el exón
3, 5, 6, 8 ó 13 o en los intrones 1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11 o 12 o una
deleción en el exón 13, para la obtención de una preparación de
diagnóstico que permite diagnosticar trastornos afectivos. La
invención además se refiere al uso de polipéptidos codificados por
dichos vectores de moléculas de ácido nucleico, de células
hospedadoras que comprenden dichas moléculas de ácido nucleico, de
anticuerpos dirigidos específicamente a polipéptidos codificados
por dichas moléculas de ácido nucleico y de aptámeros que se unen
específicamente a dichas moléculas de ácido nucleico para la
preparación de una composición de diagnóstico para la detección de
un trastorno afectivo.
Además, se usan cebadores para amplificar
selectivamente dichas moléculas de ácido nucleico para la
preparación de una composición de diagnóstico para la detección de
un trastorno afectivo. Además, se proporcionan composiciones de
diagnóstico que comprenden dichas moléculas de ácido nucleico,
vectores, polipéptidos, aptámeros, anticuerpos y/o cebadores para
uso en el diagnóstico de un trastorno afectivo. Además, la presente
invención se refiere a métodos para diagnosticar trastornos
afectivos asociados con una proteína P2X7R no funcional, con una
alteración de la apertura por ATP de la proteína P2X7R o con una
infraexpresión de la proteína P2X7R, o asociados con la presencia
de una cualquiera de las moléculas de ácido nucleico mencionadas
anteriormente o los polipéptidos codificados por ellas.
Hasta 10% de las personas que acuden a un médico
padecen un trastorno afectivo (también conocido como trastorno del
comportamiento o trastorno del estado de ánimo). Sin embargo, la
mayoría de los casos siguen sin diagnóstico o se tratan de forma
inadecuada. Los trastornos afectivos incluyen, entre otros,
depresión, ansiedad y trastorno bipolar. Estas enfermedades están
bien descritas en la bibliografía; véase, por ejemplo, Diagnostic
and Statistical Manual of Mental Disorders-4th
Edition Text Revision (DMS-IV-TR),
American Psychiatric Press, 2000.
La depresión, también conocida como trastorno
afectivo unipolar, se caracteriza por una combinación de síntomas
tales como un estado de ánimo bajo, pérdida de energía, pérdida de
interés, sensación de enfermedad física, pérdida de concentración,
alteración del apetito, alteración del sueño y una ralentización de
las funciones físicas y mentales que tienen como resultado una
incesante sensación de desesperanza, impotencia, culpabilidad y
ansiedad. Los subtipos principales de esta enfermedad son depresión
mayor, distimia (depresión más leve) y depresión atípica. Otras
formas importantes de depresión son el trastorno disfórico
premenstrual y el trastorno afectivo estacional. El tratamiento
actual de la depresión consiste en psicoterapia, fármacos
antidepresivos o una combinación de ambos tratamientos. La mayoría
de los fármacos antidepresivos se dirigen al transporte de los
neurotransmisores serotonina y/o norepinefrina, o a la actividad de
la enzima monoamina oxidasa. Incluyen: Inhibidores selectivos de la
recaptación de serotonina (por ejemplo, fluoxetina, paroxetina,
sertralina, fluvoxamina), antidepresivos tricíclicos (por ejemplo,
amitriptilina, imipramina, desipramina, nortriptilina), inhibidores
de la monoamina oxidasa (por ejemplo, fenelzina, isocarboxazid,
tranilcipromina) y antidepresivos de diseño tales como mirtazapina,
reboxetina y nefazodona. Sin embargo, todos los fármacos
antidepresivos existentes poseen inconvenientes tales como una
larga latencia hasta la respuesta, un alto grado de no respondedores
y efectos secundarios indeseables (Holsboer, Biol. Psychol.
57 (2001), 47-65). Por lo tanto, en la comunidad
médica existe la necesidad de nuevos fármacos antidepresivos con un
mejor perfil farmacológico (Baldwin, Hum. Psychopharmacol.
Clin. Exp. 16 (2001), S93-S99).
Los trastornos de ansiedad se definen por un
estado de excitación excesiva o inapropiada caracterizado por
sensación de aprensión, indecisión o miedo. Se clasifican de acuerdo
con la gravedad y duración de sus síntomas y de las características
afectivas específicas. Las categorías incluyen: (1) Trastorno de
ansiedad generalizada, (2) trastorno de pánico, (3) fobias, (4)
trastorno obsesivo-compulsivo, (5) trastorno de
estrés postraumático y (6) trastorno de ansiedad de separación. El
tratamiento convencional para la mayoría de los trastornos de
ansiedad es una combinación de terapia
cognitiva-conductual con medicación antidepresiva.
Las medicaciones adicionales incluyen benzodiazepinas y
buspirona.
El trastorno bipolar, también conocido como
depresión maníaca, se caracteriza por oscilaciones del estado de
ánimo entre periodos de manía (es decir, elevación del estado de
ánimo incluyendo euforia exagerada, irritabilidad) y periodos de
depresión. El trastorno bipolar se clasifica de acuerdo con la
gravedad de los síntomas. Los pacientes a los que se les ha
diagnosticado un trastorno bipolar de tipo I padecen episodios
maníacos o mixtos con o sin depresión mayor. En el trastorno
bipolar de tipo II, los pacientes tienen episodios de hipomanía y
episodios de depresión mayor. Con hipomanía, los síntomas de manía
(euforia o irritabilidad) aparecen en formas más leves y son de
menor duración. Los fármacos actuales usados para tratar los
trastornos bipolares son litio, valproato y lamotrigina, que
estimula la liberación del neurotransmisor glutamato. Como ocurre
con los fármacos antidepresivos, tardan semanas en ser eficaces y
pueden producir efectos secundarios indeseables, por ejemplo, los
altos niveles de litio en sangre pueden ser fatales.
Ciertas pruebas convincentes sugieren que los
trastornos afectivos son enfermedades biológicas. Sin embargo, no
hay ningún ensayo de laboratorio ni otro procedimiento que pueda
usar un médico común para realizar un diagnóstico definitivo. En su
lugar, un médico con formación especial o un psiquiatra debe
diagnosticar la enfermedad basándose en varios síntomas que
aparecen conjuntamente. Este proceso a menudo requiere tiempo y es
laborioso, requiriendo varias visitas para que el médico realice una
historia cuidadosa de los síntomas que está experimentando
actualmente el paciente así como de cualquier síntoma que haya
tenido en el pasado. Por lo tanto, para la comunidad médica tendría
mucho interés un método fácil y eficaz para el diagnóstico preciso
de trastornos afectivos (Wittchen et al., J. Clin. Psychiatry
62, suppl. 26 (2001), 23-28).
La mayoría de los pacientes que padecen
trastornos afectivos tienen antecedentes familiares y los estudios
realizados con gemelos idénticos sugieren un fuerte componente
genético. Por ejemplo, el mapeo genético en una población aislada
del valle central de Costa Rica sugiere un locus para el trastorno
bipolar severo en el cromosoma 18q22-q23 (Freimer
et al., Nature Genetics 12 (1996), 436-441).
Además, los estudios genéticos realizados en la población Amish del
Viejo Orden sugieren que ciertos genes en los cromosomas 6, 13 y 15
pueden contribuir a la susceptibilidad al trastorno bipolar
afectivo (Ginns et al., Nature Genetics 12 (1996),
431-435). Recientemente, una investigación de todo
el genoma en una población homogénea encontrada en la región de
Saguenay/Lac-St-Jean de Quebec
sugiere la presencia de un locus importante para el trastorno
bipolar en el cromosoma 12-q23-q24
(Morissette et al., Am. J. Med. Genet. (Neuropsychiatr.
Genet.) 88 (1999), 567-587). En este estudio también
se encontraron loci de susceptibilidad en los cromosomas 5 y 21.
Otros grupos informan sobre unas pruebas mínimas de asociación en
la región de 12q23 (Kelsoe et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
98 (2001), 585-590; Sklar, Annu. Rev.
Genomics Hum. Genet. 3 (2002), 371-413). Dado los
diversos loci mencionados en los estudios anteriores (por ejemplo,
asociaciones con los cromosomas 5, 6, 12, 13, 15, 18 y 21), aún no
se ha encontrado una asociación genética definitiva para las
enfermedades afectivas.
De esta manera, aunque se ha supuesto que varios
genes están asociados con los trastornos afectivos mencionados
anteriormente, sin embargo, hasta ahora no se ha demostrado ninguna
correlación clara. Como no se dispone de ninguna medicación ni
diagnóstico adecuado a nivel molecular para los trastornos
afectivos, existe la necesidad de identificar un gen cuyas
mutaciones produzcan el espectro entero de trastornos afectivos así
como de proporcionar medicamentos y métodos para el diagnóstico y
tratamiento de trastornos afectivos.
De esta manera, el problema técnico subyacente a
la presente invención es proporcionar medios y métodos para
diagnosticar trastornos afectivos.
La solución para dicho problema técnico se
consigue proporcionando las realizaciones caracterizadas en las
reivindicaciones.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere al uso de (i) una molécula de ácido nucleico que comprende
una secuencia de ácido nucleico seleccionada entre el grupo
consistente en:
(a) una secuencia de nucleótidos genómica que
codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que contiene
una mutación en la región 5'UTR que corresponde a la posición 532,
1100, 1122, 1171 ó 1702 de la secuencia genómica del canal iónico
de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre como se representa en la
SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición dicho nucleótido se ha
reemplazado por otro nucleótido;
(b) una secuencia de ácido nucleico que codifica
un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos del canal
iónico de apertura por ATP P2X7R, donde en el exón que se indica en
la columna "Exón" de la siguiente Tabla A, el resto
aminoacídico que se indica en la columna "Resto aminoacídico"
de la Tabla A que corresponde a la posición indicada en la columna
"Posición en tipo silvestre" de la Tabla A de la secuencia de
aminoácidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo
silvestre como se representa en la SEC ID Nº: 3 ó 4 se ha
reemplazado por otro resto aminoacídico.
\vskip1.000000\baselineskip
(c) una secuencia de nucleótidos
que codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que
contiene una mutación en el exón 5 u 8 correspondiente a la
posición 32548 o la posición 37633 de la secuencia de nucleótidos
del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre que se
representa en la SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición dicho
nucleótido se ha reemplazado por otro
nucleótido;
(d) una secuencia de ácido nucleico que codifica
un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de un canal
iónico de apertura por ATP P2X7R, donde los aminoácidos que
corresponden a las posiciones 488 a 494 del canal iónico de
apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID
Nº: 3 ó 4 se han delecionado;
(e) una secuencia de nucleótidos genómica que
codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde en el
intrón indicado en la columna "Intrón" de la siguiente Tabla B,
el nucleótido indicado en la columna "Nucleótido reemplazado"
de la Tabla B que corresponde a la posición indicada en la columna
"Posición en tipo silvestre" de la Tabla B de la secuencia de
nucleótidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo
silvestre representada en la SEC ID Nº: 1 se ha reemplazado por otro
nucleótido.
(f) una secuencia de nucleótidos
genómica decodifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que
contiene una mutación en la región 3'UTR que corresponde a la
posición 55169, 55170, 55171, 55917 ó 54925 de la secuencia de
nucleótidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo
silvestre representada en la SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición,
dicho nucleótido se ha reemplazado por otro
nucleótido;
(g) una secuencia de nucleótidos que comprende
al menos 20 ó 21 nucleótidos y que comprende las mutaciones o
deleciones definidas en una cualquiera de (a) a (f);
(h) una secuencia de ácido nucleico que codifica
una secuencia de nucleótidos como la mostrada en una cualquiera de
las SEC ID Nº: 13 a 51;
(j) una secuencia de ácido nucleico que codifica
un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácidos de las SEC
ID Nº: 5 a 12;
(k) una secuencia de nucleótidos que hibrida con
una secuencia de nucleótidos definida en una cualquiera de (a) a
(g) o con la secuencia de nucleótidos de (h) y que tiene una
mutación como se ha definido en una cualquiera de (a) a (f);
(l) una secuencia de ácido nucleico que está
degenerada como resultado del código genético con respecto a la
secuencia de ácido nucleico como se ha definido (k);
(m) una secuencia de nucleótidos genómica que
tiene un reemplazo o deleción de nucleótidos seleccionado de la
siguiente Tabla C que indica en la columna "Región de P2X7R" la
región de la secuencia de nucleótidos genómica de P2X7R en la que
se produce el reemplazo o la deleción, en la columna
"Nucleótido" de la Tabla C el nucleótido que se reemplaza por
otro nucleótido o los nucleótidos que se delecionan y en la columna
"Posición en tipo silvestre" de la Tabla C la posición
correspondiente en la secuencia de nucleótidos del canal iónico de
apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID
Nº: 1.
(ii) un vector que comprende la molécula de
ácido nucleico de (i);
(iii) un polipéptido codificado por la secuencia
de ácido nucleico de (i)(b) o (i)(d);
(iv) un anticuerpo dirigido específicamente al
polipéptido de (iii);
(v) un aptámero que se une específicamente a la
molécula de ácido nucleico de (i); y/o
(vi) un cebador o par de cebadores capaz de
amplificar específicamente la molécula de ácido nucleico de (i)
para la preparación de una composición de
diagnóstico para la detección de un trastorno afectivo.
Sorprendentemente, se ha descubierto que ciertas
mutaciones en el gen P2X7R que codifican el canal iónico de
apertura por ATP P2X7R pueden producir el espectro entero de
trastornos afectivos. Se han identificado seis mutaciones
diferentes en la 5'UTR del gen P2X7R, siete mutaciones diferentes en
los exones 3, 5, 6, 8 y 13 del gen P2X7R que conducen al reemplazo
del aminoácido correspondiente en la secuencia de tipo silvestre de
P2X7R representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 y dos mutaciones en los
exones 5 y 8 de dicho gen, respectivamente, que conducen a un
reemplazo de un nucleótido por otro nucleótido, una deleción de
nucleótidos en el exón 13 de dicho gen, 18 mutaciones en los
intrones 1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11 y 12 y 5 mutaciones en la 3'UTR del
gen P2X7R, que se co-segregan con el estado de
afección en 41 familias no relacionadas que padecen trastornos
afectivos. La expresión "trastorno afectivo", cuando se usa en
el contexto de la presente invención, pretende incluir, pero sin
limitación, depresión, ansiedad, trastorno unipolar, trastorno
bipolar de tipo I, trastorno bipolar de tipo II, manía, trastorno
hiperactivo con déficit de atención, abuso de sustancias y cualquier
otro trastorno que afecte al comportamiento normal o estado de
ánimo de un
individuo.
individuo.
Cada mutación produce alteraciones que pueden
explicar trastornos afectivos como se muestra en los ejemplos
presentados más adelante.
P2X7R es un canal iónico de apertura por ATP que
pertenece a la familia de canales ionotrópicos P2X. El gen se aisló
por primera vez a partir de cerebro de rata (Surprenant et
al., (1996), 272, 735-738; número de acceso del
GenBank NM_019256) y posteriormente a partir de una biblioteca de
monocitos humanos (Rassendren et al., J. Biol. Chem. 272
(1997), 5482-5486; números de acceso del GenBank
NM_002562, Y09561) gracias a su homología de secuencia con los
otros miembros de la familia P2X. Posteriormente se descubrió que
P2X7R correspondía al receptor P2Z no identificado que media la
acción de permeabilización del ATP en mastocitos y macrófagos
(Dahlqvist y Diamant, Acta Physiol. Scand. 34 (1974),
368-384; Steinberg y Silverstein, J. Biol.
Chem. 262 (1987), 3118-3122; Gordon,
Biochem. J. 233 (1986), 309-319). El P2X7R tiene dos
dominios transmembrana hidrófobos, un bucle extracelular y forma
canales iónicos transmembrana. Los receptores P2X7 parecen funcionar
sólo en forma homooligomérica y tienen un perfil farmacológico
notablemente diferente de otros homo- o heterómeros P2X (North y
Surprenant, Annual. Rev. Pharmacology Toxicology 40 (2000),
563-580). P2X7R requiere niveles de ATP superiores
a 1 mM para conseguir la activación, mientras que otros receptores
P2X se activan a concentraciones de ATP \leq100 \muM
(Steinberg et al., J. Biol. Chem. 262 (1987),
8884-8888; Greenberg et al., J. Biol. Chem.
263 (1988), 10337-10343) 32). Aunque todos los
receptores P2X muestran propiedades semejantes a canales no
selectivos después de la unión, los canales formados por el P2X7R
pueden transformarse rápidamente en poros que pueden permitir el
paso de moléculas de hasta 900 Dalton (Virginio et al., J.
Physiol. 519 (1999), 335-346).
P2X7R se expresa en células hematopoyéticas,
mastocitos y macrófagos (Surprenant et al., Science 272
(1996), 3118-3122), donde se organiza en forma
tetramérica o hexamérica (Kim et al., J. Biol. Chem. 276
(2001), 23262-23267). P2X7R está implicado, entre
otras cosas, en la regulación de la función inmune y la respuesta
inflamatoria.
La activación de P2X7R por ATP en los macrófagos
está asociada con la estimulación mitogénica de células T
(Baricordi et al., Blood 87 (1996), 682-690),
la liberación de citoquinas tales como
interleuquina-1\beta (Griffiths et al., J.
Immol. 154 (1995), 2821-2828) y la formación de
policariones de macrófagos (Falzoni et al., J. Clin. Invest.
95 (1995), 1207-1216). La estimulación del P2X7R con
ATP también puede producir muerte celular al desencadenar flujos
masivos de iones a través de la membrana (particularmente la entrada
de Ca2 + y Na + y la salida de K +) y la formación de poros no
selectivos de la membrana plasmática (Di Virgilio et al.,
Cell Death Differ. 5 (1998), 191-199).
En el cerebro, originalmente se pensó que P2X7R
estaba restringido a la microglía (macrófagos residentes del
cerebro) y a las células ependimales en lugar de a las neuronas
(Collo et al., Neuropharmacology 36 (1997),
1277-1283) lo que sugiere un papel de P2X7R en la
neurodegeneración. Sin embargo, desde entonces P2X7R también se ha
encontrado en neuronas de retina de rata (Brandle et al.,
Brain Research Molecular Brain Res. 62 (1998),
106-109), células de ganglios cocleares (Brandle
et al., Neuroscience Letters 273 (1999),
105-108) y terminales presinápticas de neuronas a
lo largo del tronco cerebral y la médula espinal (Deuchards et
al., J. Neurosci. 21 (2001), 7143-7152). Los
estudios posteriores también sugieren que P2X7R regula la liberación
de neurotransmisores tales como glutamato y GABA en neuronas del
hipocampo (Armstrong et al., J. Neuroscience 22 (2002),
5938-5945, Sperlágh et al., J. Neurochem. 81
(2002), 1196-1211). La organización de P2X7R en
células gliales y astrocitos del cerebro parece monomérica (Kim
et al., J. Biol. Chem. 276 (2001),
23262-23267).
Se han identificado varios agonistas y
antagonistas de P2X7R. El Azul Brillante (Brilliant Blue) (Jiang
et al., Mol. Pharmacol. 58 (2000), 82-88), las
isoquinolinas
1-[N,O-Bis(5-isoquinolinosulfonil)-N-metil-L-tirosil]-4-fenilpiperazina
y
N-[1-[N-metil-p-(5-isoquinolinosulfonil)bencil]-2-(4-fenilpiperazina)etil]-5-isoquinolinosulfonamida
(Humphreys et al., Mol. Pharmacol., 54 (1998),
22-32), algunos derivados de adamantano (documentos
WO 99/29660, WO 99/29661, WO 00/61569, WO 01/42194, WO 01/44170, WO
01/44213), ciertos compuestos de fenilo sustituidos (documento WO
00/71529) y ciertos derivados de piperidina y piperazina (documento
WO 01/46200) son antagonistas de P2X7R mientras que el ATP oxidado
(oATP) actúa como un inhibidor irreversible del receptor (Chen et
al., J. Biol. Chem., 268 (1993), 8199-8203).
Algunos de estos antagonistas actualmente se están evaluando para
el tratamiento de enfermedades inflamatorias, inmunes y
cardiovasculares. BzATP
(2'-3'-O-(4-benzoilbenzoil)adenosina
5'-trifosfato
(C_{24}H_{24}N_{5}O_{15}P_{3})) actúa como agonista de
P2X7R (North y Surprenant, Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 40
(2000), 563-580). El documento WO 99/55901 describe
un método para identificar compuestos que modulan la actividad de
un purinorreceptor de mamífero seleccionado entre el grupo compuesto
por P2X2, P2X3, P2X4, P2X5, P2X6 y P2X7 y sugiere un papel de
dichos purinorreceptores en la terapia de trastornos del
comportamiento tales como epilepsia, depresión y enfermedades
degenerativas asociadas con el envejecimiento.
Los ratones mutantes que carecen de P2X7R están
sanos, son fértiles y no demuestran ningún fenotipo patente. Sin
embargo, a diferencia de sus homólogos de tipo silvestre, los
macrófagos peritoneales activados por LPS procedentes de animales
P2X7R^{-/-} no pueden general
interleuquina-1\beta madura
(IL-1\beta) cuando se exponen al ATP, lo que
sugiere una incapacidad de los macrófagos peritoneales de liberar
IL-1 en respuesta al ATP (Solle et al., J.
Biol. Chem. 276 (2001), 125-132). No se realizó un
estudio detallado del comportamiento de los ratones P2X7R-/-. En
seres humanos, un polimorfismo de Glu-496 a Ala
conduce a la pérdida de función de P2X7 (Gu et al., J. Biol.
Chem. 276 (2001), 11135-11142) y está asociado con
leucemia linfocítica crónica de células B (Thunberg, et al.
The Lancet 360 (2002), 1935-1939). Se han notificado
polimorfismos adicionales en la supuesta región promotora de P2X7R,
y en la región codificante (Li et al., FEBS Lett. 531 (2002),
127-131, EP 1199372).
A pesar de la abundante bibliografía en relación
con P2X7R, nunca se ha sugerido o mencionado en la técnica anterior
un papel en trastornos afectivos.
Antes de describir la presente invención con
detalle, debe entenderse que esta invención no se limita a la
metodología, protocolos, líneas celulares, vectores y reactivos
particulares descritos en este documento ya que éstos pueden
variar. También debe entenderse que la terminología usada tiene el
fin de describir únicamente realizaciones particulares, y no
pretende limitar el alcance de la presente invención que se limitará
sólo por las reivindicaciones adjuntas. A menos que se defina otra
cosa, todos los términos técnicos y científicos usados en este
documento tienen los mismos significados que se entienden comúnmente
por un especialista habitual en la técnica.
\newpage
Preferiblemente, los términos usados en este
documento se definen como se describe en "A multilingual glossary
of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations)",
Leuenberger, H.G.W, Nagel, B. y Kölbl, H. eds. (1995),
Helvetica Chimica Acta, CH-4010 Basilea, Suiza).
A lo largo de esta memoria descriptiva y las
reivindicaciones que se presentan a continuación, a menos que el
contexto requiera otra cosa, se entenderá que la palabra
"comprender" y variaciones tales como "comprende" y
"que comprende", implican la inclusión de un número entero o
etapa indicado o un grupo de números enteros o etapas, pero no la
exclusión de ningún otro número entero o etapa o grupo de números
enteros o etapas.
A lo largo del texto de esta memoria descriptiva
se citan varios documentos.
Debe indicarse que cuando se usan en este
documento y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares
"un", "una", "el" y "la" incluyen los referentes
plurales a menos que el contexto indique claramente otra cosa. De
esta manera, por ejemplo, la referencia a "un reactivo" incluye
uno o más de estos reactivos diferentes, y la referencia a "el
método" incluye la referencia a etapas equivalentes y métodos
conocidos por los especialistas en la técnica que podrían modificar
o sustituir a los métodos descritos en este documento.
De acuerdo con la presente invención, la
expresión "secuencia de ácido nucleico" significa la secuencia
de bases que comprenden bases de purina y pirimidina que
constituyen moléculas de ácido nucleico, con lo que dichas bases
representan la estructura primaria de una molécula de ácido
nucleico. Las secuencias de ácido nucleico incluyen ADN, ADNc, ADN
genómico, ARN, formas sintéticas y polímeros mixtos, cadenas con
sentido y antisentido, o pueden contener bases de nucleótidos no
naturales o modificadas, como apreciarán fácilmente los
especialistas en la técnica.
Cuando se usa en este documento, el término
"polipéptido" significa un péptido, una proteína o un
polipéptido que incluye cadenas de aminoácidos de una longitud
dada, donde los restos aminoacídicos se unen por enlaces peptídicos
covalentes. Sin embargo, la invención también incluye
peptidomiméticos de estas proteínas/polipéptidos donde ciertos
aminoácidos y/o enlaces peptídicos se han reemplazado por análogos
funcionales, así como aminoácidos distintos de los 20 aminoácidos
codificados por genes, tales como selenocisteína. Con el término
polipéptidos se pueden designar péptidos, oligopéptidos y
proteínas. Los términos polipéptido y proteína a menudo se usan
indistintamente en este documento. El término polipéptido también se
refiere a, y no excluye, modificaciones del polipéptido, por
ejemplo, glicosilación, acetilación, fosforilación y similares.
Estas modificaciones están bien descritas en textos básicos y en
monografías más detalladas, así como en una voluminosa bibliografía
de investigación.
El término "posición", usado de acuerdo con
la presente invención, significa la posición de un aminoácido
dentro de una secuencia de aminoácidos representada en este
documento o la posición de un nucleótido dentro de una secuencia de
ácido nucleico representada en este documento.
La expresión "canal iónico de apertura por ATP
P2X7R" de acuerdo con esta invención indica un polipéptido que
puede clasificarse como un miembro de la familia de receptores
ionotrópicos P2X. También se conocen como receptores purinérgicos.
Los receptores P2X son canales iónicos de apertura por ligando. El
ligando para estos receptores puede ser ATP y/u otro nucleótido
natural tal como ADP, UTP y UDP, o un nucleótido sintético tal como
2-metiltioATP. Los criterios para la clasificación
son: (1) una homología de secuencia que es mayor de 39% en la
familia o en diferentes especies; (2) un mecanismo de transducción
de señales que implica conductancia de iones (Khakh et al.,
Pharmacol Rev. 253 (2001), 107-18). Por
consiguiente, la expresión "canal iónico de apertura por ATP
P2X7R" es equivalente a las expresiones "receptor
ionotrópico" o "receptor purinérgico". Preferiblemente, la
expresión "canal iónico de apertura por ATP P2X7R" indica un
polipéptido que puede clasificarse como un canal iónico de apertura
por ATP P2X7R basándose en una o más características estructurales
y/o funcionales, preferiblemente las descritas anteriormente. Las
características estructurales se refieren a ciertas características
estructurales que permiten clasificar un polipéptido como una
proteína P2X7R. Una de estas características es la secuencia de
aminoácidos. En el contexto de la presente invención, un polipéptido
se clasifica como un canal iónico de apertura por ATP P2X7R si
muestra un cierto grado de identidad de secuencia a lo largo de su
longitud con la secuencia de aminoácidos de la proteína P2X7R humana
representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4. Este grado de identidad de
secuencia es al menos 40%, más preferiblemente al menos 50%, incluso
más preferiblemente al menos 60%, al menos 70%, al menos 80%, al
menos 90% o al menos 95%. Se prefiere particularmente que el grado
de identidad de secuencia sea de al menos 65%.
Además, las características estructurales de las
proteínas P2X7R son dos dominios transmembrana hidrófobos y un
bucle extracelular que podría analizarse usando el programa TMPRED
(Hofmann Biol. Chem. 347 (1993), 166) o TMHMM (Krogh
J. Mol. Bio. 305 (2001), 567-580). Además, P2X7R
puede existir como un solo polipéptido, como un dímero, tetrámero o
similar.
De esta manera, en el contexto de la presente
invención, una proteína se clasifica preferiblemente como una
proteína P2X7R si presenta al menos una de las características
estructurales mencionadas anteriormente. Las características
funcionales se refieren a las propiedades relacionadas con la
actividad biológica de la proteína P2X7R. En particular, P2X7R es
un canal iónico de apertura por ATP que permite que los iones de
calcio y sodio pasen desde la solución extracelular a la solución
intracelular, y permite que los iones de potasio pasen desde la
solución intracelular a la solución extracelular. Además, el canal
iónico de apertura por ATP P2X7R forma naturalmente una forma
homooligomérica. Las características de las proteínas receptoras
P2X7R pueden determinarse como se menciona más adelante en este
documento. La expresión "canales iónicos de apertura por ATP
P2X7R" comprende formas funcionales y no funcionales de los
canales iónicos de apertura por ATP P2X7R. Se entiende que un canal
iónico de apertura por ATP P2X7R funcional es una proteína P2X7R que
tiene al menos una de las características funcionales mencionadas
anteriormente que puede medirse por métodos conocidos en la
técnica. Un canal iónico de apertura por ATP P2X7R no funcional es
una proteína que puede clasificarse como una proteína P2X7R debido
a las características estructurales que se han descrito
anteriormente pero que ha perdido al menos una, preferiblemente
todas las características funcionales de una proteína P2X7R como se
ha descrito anteriormente. La no funcionalidad de la proteína P2X7R
puede determinarse, por ejemplo, midiendo si los iones de calcio y
sodio pueden entrar en las células o si los iones de potasio pueden
salir de las células. De esta manera, es posible determinar la
aparición de una mutación en el canal iónico de apertura por ATP
P2X7R midiendo la entrada o salida de calcio y/o sodio de las
células. Las células que llevan una mutación en el gen P2X7R
muestran una entrada y/o salida alterada de iones en comparación con
las células que llevan una proteína P2X7R de tipo silvestre.
Además, hay diferentes métodos que podrían
usarse para determinar si P2X7R es funcional o no funcional, por
ejemplo, está alterado. Un método consiste en medir la velocidad de
incorporación inducida por ATP de etidio en las células, por
ejemplo, células aisladas a partir de un individuo. El etidio se
incorpora en las células a través de poros P2X7R, cuando la
formación de los poros se activa por ATP. Las células después se
incuban con o sin ATP en presencia de etidio, y después se analizan
por citometría de flujo. La fluorescencia de etidio se mide y se
compara en presencia o ausencia de ATP. Si P2X7R tiene menos
actividad, la fluorescencia de etidio inducida por ATP será menor
que en las células de control. Este método se usó para verificar la
actividad de P2X7R en linfocitos B y linfocitos T aislados de
pacientes con leucemia (Wiley et al., Lancet 359 (2002),
1114-1119). En resumen, se incuban células aisladas
en 1 ml de cloruro potásico tamponado con Hepes a 37ºC con
agitación continua. Después se añade etidio a una concentración de
25 mol/l, seguido 40 segundos después por la adición de 10 \mul
de una solución madre de ATP a una concentración de 100 mmol/l. Las
células se analizan a 1.000 acontecimientos/s por citometría de
flujo usando un citómetro de flujo Coulter Elite (Coulter, Hialeah,
FL) con una excitación láser de argón a 488 nm. La emisión
fluorescente se recogió usando un filtro de paso largo de 590 nm.
La intensidad lineal de fluorescencia del canal medio para cada
subpoblación abierta en intervalos sucesivos de 5 s se analizó con
el uso de un software Win-MDI (Joseph Trotter,
versión 2.7) y se representó frente al tiempo.
Otro método para determinar la actividad de
P2X7R es medir la entrada de calcio en células aisladas incubadas
con colorantes fluorescentes que emiten sólo tras la unión al
calcio. Las células tienen que cargarse con el colorante y después
tiene que estimularse la entrada de calcio. Los ejemplos de estos
colorantes incluyen Fura-2, Calcium green, calcium
orange, calcium crimson (todos disponibles en Molecular Probes). Los
métodos para medir el transporte de calcio son bien conocidos en la
técnica; véase, por ejemplo, Takahashi et al., Physiol Rev.
79 (1999), 1089-1125. Además, la entrada de calcio
en las células produce cambios en el potencial eléctrico de la
membrana. Estos cambios pueden medirse por electrofisiología
(pinzamiento de voltaje) o usando colorantes que son sensibles al
cambio de voltaje. Estos métodos también son bien conocidos en la
técnica, véase por ejemplo, González et al., DDT 4 (1999),
431-439; González y Tsien, Chemistry &
Biology 4 (1997), 269-277; González y Tsien,
Biophysical Journal 69 (1995), 1272-1280.
Otro método es medir la captación de 133Ba21.
Ba21 es un buen sustituto de Ca21 y una vez dentro de la célula ni
se bombea ni se atrapa por ATPasas de transporte. La captación de
Ba21 puede medirse durante 60 s usando 133BaCl2 (concentración
final, 0,2 mM). A tiempo 0, se añade una solución madre precalentada
de 133Ba21 (0,4 mM y 1 \muCi/ml) en volúmenes iguales a células
aisladas precalentadas en KCl 150 mM con HEPES (pH 7,4) a 37ºC. Se
añade ATP (1 mM) 10 minutos antes o simultáneamente con el isótopo
133Ba21. Se toman alícuotas de 0,8 ml en puntos de tiempo entre 0 y
60 s y se mezclan inmediatamente con 0,2 ml de MgCl2 50 mM enfriado
con hielo (en medio KCl-HEPES) que previamente se
había depositado en capas sobre 250 \mul de mezcla de aceite
(ftalato de di-n-butilo y ftalato de
di-iso-octilo, 7:3 vol/vol) y
después se centrifugan a 8.000 g durante 30 s. Los sobrenadantes y
el aceite se aspiran y los sedimentos celulares se cuentan en un
contador gamma automático Wallac Wizard 3 o en cualquier otra
unidad de medición gamma adecuada.
La presente invención se basa en el
descubrimiento de que ciertas mutaciones de diferentes tipos en el
gen P2X7R están asociadas con la aparición de trastornos afectivos.
El primer tipo de mutaciones son mutaciones en la 5'UTR. Son
ejemplos de estas mutaciones reemplazos de un solo nucleótido en
posiciones correspondientes a las posiciones 362, 532, 1100, 1122,
1171 o 1702 de la secuencia genómica del canal iónico de apertura
por ATP de tipo silvestre P2X7R como se describe en la SEC ID Nº:
1.
La posición con respecto a las secuencias de
nucleótidos mencionadas en este documento se refiere a la secuencia
mostrada en la SEC ID Nº: 1. Esta secuencia representa la secuencia
de ácido nucleico del gen P2X7R que codifica el canal iónico de
apertura por ATP P2X7R. Es posible que el especialista en la técnica
identifique la posición en la secuencia genómica correspondiente a
una posición en la SEC ID Nº: 1 alineando las secuencias. Además,
las localizaciones exactas de los exones e intrones se indican en la
SEC ID Nº: 1 presentada más adelante en este documento. Además, el
especialista en la técnica puede identificar exones e intrones del
gen P2X7R comparando la SEC ID Nº: 1 con la SEC ID Nº: 2 que muestra
la secuencia de ADNc del gen P2X7R.
Por ejemplo, en la posición 362 de la 5'UTR de
la secuencia genómica del gen P2X7R representada en la SEC ID Nº:
1, una timina (T) se reemplaza por otro nucleótido, preferiblemente
una base de purina. Más preferiblemente, en dicha posición dicha
timidina se reemplaza por una base de pirimidina. De una forma
particularmente preferida, dicha timina se reemplaza por una
citosina (C).
En la posición 532 de la 5'UTR de la secuencia
genómica del gen P2X7R representada en la SEC ID Nº: 1, una timina
(T) preferiblemente se reemplaza por otro nucleótido,
preferiblemente una base de pirimidina. Más preferiblemente, en
dicha posición dicha timina se reemplaza por una base de purina. De
una forma particularmente preferida, dicha timina se reemplaza por
una guanina (G).
Los restos de adenina (A) en las posiciones 1100
y 1122, respectivamente, en la 5'UTR de la secuencia genómica del
gen P2X7R preferiblemente se reemplaza por una base de pirimidina.
Más preferiblemente, dicha adenina se reemplaza por una base de
purina y de una forma particularmente preferida dicha adenina se
reemplaza por una guanina (G).
En la posición 1171 de la 5'UTR de la secuencia
genómica del gen P2X7R representada en la SEC ID Nº: 1, una
citidina (C) se reemplaza por otro nucleótido, preferiblemente por
una base de pirimidina. Más preferiblemente, dicha citidina se
reemplaza por una base de purina e incluso más preferiblemente dicha
citidina se reemplaza por una guanina (G).
La guanina en la posición 1702 en la 5'UTR de la
secuencia genómica del gen P2X7R representada en la SEC ID Nº: 1 se
reemplaza por otro nucleótido, preferiblemente por una base de
pirimidina. Más preferiblemente, dicha guanina se reemplaza por una
base de purina y de una forma particularmente preferida se reemplaza
por una adenina (A).
Un segundo tipo de mutación encontrada en el gen
P2X7R son mutaciones en exones que conducen a sustituciones de
aminoácidos en la secuencia de aminoácidos correspondiente. Éstas
son las mutaciones indicadas en el punto (b) mostrado
anteriormente. En este contexto, la expresión "un resto
aminoacídico como se indica en la columna ``Resto aminoacídico"
de la Tabla A que corresponde a la posición X del canal iónico de
apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre que se representa en la
columna "Posición en tipo silvestre"'' tiene el siguiente
significado: El resto aminoacídico en cuestión estaría localizado
en la posición X en la secuencia de la SEC ID Nº: 3 ó 4 si la
secuencia en la que aparece dicho resto aminoacídico se compara y
alinea con la secuencia de aminoácidos de la SEC ID Nº: 3 ó 4. La
secuencia de aminoácidos mostrada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 es la
secuencia de aminoácidos del gen P2X7R humano y se usa como
secuencia de referencia en la presente invención.
Para determinar si un resto aminoacídico o un
resto nucleotídico en una secuencia de P2X7R dada corresponde a
cierta posición en la secuencia de aminoácidos o en la secuencia de
nucleótidos de la SEC ID Nº: 1, 3 ó 4, el especialista puede usar
medios y métodos bien conocidos en la técnica, por ejemplo,
alineamientos, de forma manual o usando programas informáticos
tales como los mencionados más adelante en relación con la
definición del término "hibridación" y grados de homología.
Por ejemplo, BLAST2.0, que son las siglas de
Basic Local Alignment Search Tool (herramienta para búsqueda de
alineamiento local básico) (Altschul, Nucl. Acids Res. 25
(1997), 3389-3402; Altschul, J. Mol. Evol. 36
(1993), 290-300; Altschul, J. Mol. Biol. 215
(1990), 403-410), puede usarse para buscar
alineamientos de secuencia locales. BLAST produce alineamientos de
secuencias de nucleótidos y aminoácidos para determinar similitudes
de secuencia. Debido a la naturaleza local de los alineamientos,
BLAST es especialmente útil para determinar correspondencias
exactas o para identificar secuencias similares. La unidad
fundamental de salida del algoritmo BLAST es el Par de Segmentos de
Alta Puntuación (HSP). Un HSP consiste en dos fragmentos de
secuencia de longitudes arbitrarias pero iguales, cuyo alineamiento
es máximo localmente y para los cuales la puntuación de alineamiento
satisface o excede una puntuación umbral o límite establecida por
el usuario. La estrategia BLAST sirve para buscar HSP entre una
secuencia problema y una secuencia de una base de datos, para
evaluar el significado estadístico de cualquier correspondencia
encontrada y para presentar sólo las correspondencias que satisfacen
el umbral de significado seleccionado por el usuario. El parámetro
E establece el umbral de significado estadístico para presentar
correspondencias de secuencias de la base de datos. E se interpreta
como límite superior de la secuencia esperada de probabilidad de
aparición de un HSP (o serie de HSP) dentro del contexto de la
búsqueda de la base de datos entera. Cualquier secuencia de la base
de datos cuya correspondencia satisfaga E se presenta en el
resultado del programa.
Se usan técnicas informáticas análogas que usan
BLAST (Altschul (1997), loc. cit.; Altschul (1993),
loc. cit.; Altschul (1990), loc. cit.) para buscar moléculas
idénticas o relacionadas en bases de datos de nucleótidos tales
como GenBank o EMBL. Este análisis es mucho más rápido que las
hibridaciones múltiples basadas en la membrana. Además, la
sensibilidad de la búsqueda informática puede modificarse para
determinar si cualquier correspondencia particular se clasifica
como exacta o similar. La base de la búsqueda es la puntuación del
producto que se define como:
\frac{% \
identidad \ de \ secuencia \ x \ % \ puntuación \ BLAST \
máxima}{100}
y tiene en cuenta tanto el grado de
similitud entre las dos secuencias como la longitud de la
correspondencia de secuencia. Por ejemplo, con una puntuación de
producto de 40, la correspondencia será exacta dentro de un error
de 1-2%; y a 70, la correspondencia será exacta. Las
moléculas similares normalmente se identifican seleccionando las
que muestran puntuaciones de producto entre 15 y 40, aunque
puntuaciones menores pueden identificar moléculas
relacionadas.
Como se ha mencionado anteriormente, el segundo
grupo de mutaciones identificadas en el gen P2X7R son mutaciones en
los exones del gen P2X7R que conducen a sustituciones de
aminoácidos. A este respecto, la SEC ID Nº: 2 muestra la secuencia
de ADNc del gen P2X7R. En el exón 3, en la posición 117 de la
secuencia de aminoácidos de tipo silvestre correspondiente de P2X7R
representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4, un resto de arginina (R) se
reemplaza por otro resto aminoacídico, preferiblemente por un resto
aminoacídico alifático, ácido o básico. Más preferiblemente, por un
resto aminoacídico aromático que, de una forma particularmente
preferida, es triptófano (W). El polipéptido resultante se muestra
en la SEC ID Nº: 5.
En el exón 5, en la posición 150 de la secuencia
de aminoácidos de P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID
Nº: 3 ó 4, un resto de glicina (G) se reemplaza por otro resto
aminoacídico, preferiblemente por un resto aminoacídico alifático,
aromático o ácido. Más preferiblemente, por un resto aminoacídico
básico y de una forma particularmente preferida por una arginina
(R). El polipéptido resultante se muestra en la SEC ID Nº: 6.
En la posición 186 en el exón 6 de la secuencia
de aminoácidos de P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID
Nº: 3 ó 4, un resto de glutamato (E) se reemplaza por otro resto
aminoacídico, preferiblemente por un resto aminoacídico alifático,
aromático o ácido. Más preferiblemente, dicho glutamato se reemplaza
por un resto aminoacídico básico que de una forma particularmente
preferida es una lisina (K). El polipéptido resultante se muestra en
la SEC ID Nº: 7.
En el exón 6 de la secuencia de aminoácidos de
P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 en la
posición 191, un resto de leucina (L) se reemplaza por otro resto
aminoacídico. Dicho resto aminoacídico preferiblemente es un resto
aminoacídico alifático, ácido o básico. Más preferiblemente, dicho
resto aminoacídico es un resto aminoacídico aromático que de una
forma particularmente preferida es una prolina (P). El polipéptido
resultante se muestra en la SEC ID Nº: 8.
En el exón 8 de la secuencia de aminoácidos de
P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4, en la
posición 270 un resto de arginina (R) se reemplaza por otro resto
aminoacídico. Dicho resto aminoacídico preferiblemente es un resto
aminoacídico aromático, ácido o básico. Más preferiblemente, dicho
resto aminoacídico es un resto aminoacídico alifático que, de una
forma particularmente preferida, es una cisteína (C). El polipéptido
resultante se muestra en la SEC ID Nº: 9.
En la posición 568 en el exón 13 de la secuencia
de aminoácidos de P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID
Nº: 3 ó 4, un resto de isoleucina (I) se reemplaza por otro resto
aminoacídico. Más preferiblemente, dicha isoleucina se reemplaza
por un resto aminoacídico aromático, básico o ácido. Incluso más
preferiblemente, dicho isoleucina se reemplaza por un resto
aminoacídico alifático que, de una manera particularmente preferida,
es una asparagina (N). El polipéptido resultante se muestra en la
SEC ID Nº: 10.
En el exón 13, en la posición 578 de la
secuencia de aminoácidos de P2X7R de tipo silvestre representada en
la SEC ID Nº: 3 ó 4, un resto de arginina (R) se reemplaza por otro
resto aminoacídico. Dicho resto aminoacídico preferiblemente es un
resto aminoacídico aromático, ácido o básico. Más preferiblemente es
un resto aminoacídico alifático y particularmente se prefiere que
sea un resto de glutamina (Q). El polipéptido resultante se muestra
en la SEC ID Nº: 12.
Se prevé que las mutaciones mencionadas
anteriormente en los exones del gen P2X7R se producen debido a
mutaciones puntuales producidas, por ejemplo, por medios químicos
y/o físicos o por una imprecisión del complejo de replicación
seguido de un fallo de la maquinaria de reparación de una célula,
que pueden dar como resultado un cambio de un solo codón. Son
posible tipos de mutaciones puntuales transiciones, es decir el
cambio de una base de purina o pirimidina por otra base de purina o
pirimidina, por ejemplo, adenina por guanina o timidina por
citosina, o transversiones, es decir, el cambio de una base de
purina o pirimidina por otra base de pirimidina o purina, por
ejemplo adenina por timidina o guanina por citosina. Además, una
mutación puntual también puede deberse a una inserción o deleción de
uno o más nucleótidos.
Las mutaciones que conducen al reemplazo de los
aminoácidos mencionados anteriormente y más adelante se indican en
la Tabla 1 mostrada posteriormente.
El tercer grupo de mutaciones en el gen P2X7R se
ha identificado en los exones 5 y 8 del gen P2X7R representado en
la SEC ID Nº: 1 y son silenciosas, es decir, no conducen a cambios
de aminoácidos. En particular, en la posición 32548 del exón 5 de
la secuencia genómica de tipo silvestre del gen P2X7R representada
en la SEC ID Nº: 1, un resto de citidina se reemplaza por otro
nucleótido. Dicho nucleótido preferiblemente es una base de
pirimidina y de una forma particularmente preferida una timina. El
cambio del resto de citidina en la posición 32548 en el exón 5 del
gen P2X7R por otro nucleótido preferiblemente no conduce al
reemplazo del aminoácido cisteína por otro resto aminoacídico.
En el exón 8 del gen P2X7R de tipo silvestre
representado en la SEC ID Nº: 1, en la posición 37633 un resto de
citidina se reemplaza por otro resto nucleotídico. Dicho resto
nucleotídico preferiblemente es una base de pirimidina y de una
forma particularmente preferida timina. Debido a este reemplazo, el
aminoácido aspartato (D) codificado por el codón respectivo en el
que ha tenido lugar en la posición 37633 un reemplazo,
preferiblemente no se reemplaza por otro resto aminoacídico.
Las mutaciones mencionadas anteriormente en los
exones 5 y 8 en las posiciones 32548 y 37633, respectivamente, del
gen P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID Nº: 1 son
mutaciones en la tercera posición de un codón triplete, es decir,
en la base oscilante (wobble), que conducen a las denominadas
mutaciones silenciosas. Las mutaciones silenciosas normalmente no
conducen a un cambio del aminoácido debido a la degeneración del
código genético, es decir, 64 tripletes codifican los 20 aminoácidos
naturales. Sin embargo, dichas mutaciones silenciosas conducen a un
cambio en el codón que codifica sus aminoácidos respectivos en la
medida en la que el codón recién generado puede no ajustarse tan
bien al uso de codones de un organismo. Particularmente, el codón
recién generado no se traduce por el ribosoma con la misma eficacia
que el codón "antiguo". Esto puede producir cantidades
insuficientes del polipéptido correspondiente produciendo un
fenotipo distinto.
El cuarto grupo de mutaciones en el gen P2X7R
descrito anteriormente en este documento en el punto (d) es una
deleción de 7 aminoácidos que corresponden a las posiciones 488 a
494 de la secuencia de aminoácidos de P2X7R de tipo silvestre
representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4. De esta manera, la presente
invención también se refiere a secuencias de ácido nucleico que
codifican una proteína P2X7R en la que se delecionan aminoácidos
correspondientes a las posiciones 488 a 494 del canal iónico de
apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID
Nº: 3 ó 4. Esto significa, de acuerdo con la presente invención, que
se deleciona un fragmento que incluye las posiciones de aminoácidos
488 a 494 de la secuencia de aminoácidos de tipo silvestre
correspondiente representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4, con lo que se
obtiene un polipéptido acortado. Se representa un ejemplo de este
polipéptido acortado en la SEC ID Nº: 11. Este tipo de mutación como
se describe en este documento preferiblemente codifica un canal
iónico de apertura por ATP P2X7R no funcional. En la presente
invención, la deleción de un fragmento que incluye los aminoácidos
488 a 494 de la secuencia de aminoácidos de tipo silvestre
representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 es el resultado de una deleción
en el exón 13. La proteína resultante representada en la SEC ID Nº:
11 carece de los aminoácidos 488 a 494 de la secuencia de
aminoácidos de tipo silvestre correspondiente representada en la
SEC ID Nº: 3 ó 4, de tal forma que la posición de aminoácido 494
del polipéptido delecionado representado en la SEC ID Nº: 11
corresponde a la posición de aminoácido 502 de la secuencia de
aminoácidos de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4.
Preferiblemente, la secuencia de ácido nucleico de la invención
codifica un polipéptido P2X7R en el que se han delecionado
exactamente los aminoácidos que corresponden a las posiciones 488 a
494 de la SEC ID Nº: 3 ó 4. Sin embargo, también se incluyen
mutantes en los que pueden estar delecionados más o menos
aminoácidos dentro de la secuencia de aminoácidos de P2X7R indicada
en la SEC ID Nº: 3 ó 4 debido, por ejemplo, a un corte y empalme o
deleción atípica de nucleótidos de la molécula de ácido nucleico
que codifica P2X7R o procesos postraduccionales erróneos, siempre
que el canal iónico de apertura por ATP P2X7R no sea funcional. Por
ejemplo, también es posible que se delecionen aminoácidos
adicionales que preceden a la posición de aminoácido 488 o
aminoácidos posteriores a la posición de aminoácido 494, o que se
delecionen menos aminoácidos.
Preferiblemente, se delecionan adicionalmente al
menos uno, más preferiblemente al menos dos, incluso más
preferiblemente al menos tres y aún más preferiblemente al menos 5
restos aminoacídicos cadena arriba de la posición que corresponde
al resto aminoacídico 488 y/o cadena abajo de la posición que
corresponde al resto aminoacídico 494 de la SEC ID Nº: 3 ó 4.
Sin embargo, se prefiere que no más de 20,
preferiblemente no más de 15, incluso más preferiblemente no más de
10 y aún más preferiblemente no más de 7 restos aminoacídicos se
delecionen adicionalmente cadena arriba de la posición que
corresponde al resto aminoacídico 488 de la SEC ID Nº: 3 ó 4 o
cadena abajo de la posición que corresponde al resto aminoacídico
494 de la SEC ID Nº: 3 ó 4.
Otro grupo de mutación (mencionada en el punto
(e), anteriormente) reside en los intrones 1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11
ó 12 de la secuencia genómica de tipo silvestre de P2X7R
representada en la SEC ID Nº: 1. Dichas mutaciones en dichos
intrones son mutaciones puntuales como las mostradas en la Tabla B
presentada anteriormente en este documento y en la Tabla 1 mostrada
más adelante.
En la posición respectiva indicada en la columna
"Posición en tipo silvestre" en la Tabla B o indicada en la
columna "Polimorfismo" en la Tabla 1, se muestra la posición
del resto nucleotídico en el intrón respectivo que se reemplaza por
otro resto nucleotídico. Por consiguiente, la expresión "un
nucleótido como se indica en la columna "Intrón" de la Tabla B
que corresponde a la posición indicada en la columna "Nucleótido
reemplazado" de la Tabla B que corresponde a la posición indicada
en la columna "Posición en tipo silvestre" de la Tabla B se
reemplaza por otro nucleótido" significa que un resto
nucleotídico en una secuencia codificante de P2X7R estaría
localizado en la posición Y en la SEC ID Nº: 1 cuando la secuencia
P2X7R se compara y se alinea con la secuencia de la SEC ID Nº: 1.
Si el nucleótido en la posición respectiva es una base de purina tal
como adenina o guanina, se prefiere que debido a una transición se
reemplace por otra base de purina. Por ejemplo, una adenina se
reemplaza por una guanina o una guanina se reemplaza por una
adenina. Si el nucleótido en la posición respectiva es una base de
pirimidina, se prefiere que debido a una transición se reemplace por
otra base de pirimidina. Por ejemplo, timina se reemplaza por una
citidina y una citidina se reemplaza por un timina.
También se prefiere que debido a una
transversión, una base de purina se reemplace por una base de
pirimidina o viceversa. Por ejemplo, una adenina se reemplaza por
una timina y una guanina se reemplaza por una citidina. De una
forma particularmente preferida, dicho nucleótido en los intrones 1,
3, 4, 5, 6, 7, 9, 11 ó 12 del gen P2X7R representado en la SEC ID
Nº: 1 se reemplaza por el nucleótido representado en la columna
"Polimorfismo" de la Tabla 1, presentada más adelante.
Un último grupo de mutaciones que se han
identificado se refiere a las mutaciones que residen en la 3'UTR
del gen P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID Nº: 1. Las
mutaciones se encontraron en las posiciones 54925, 55169, 55170,
55171 ó 55917 respectivamente, del gen P2X7R de tipo silvestre
representado en la SEC ID Nº: 1.
Se descubrió que en la posición 54925 un resto
de guanina se reemplazaba por otro nucleótido. Preferiblemente,
dicho resto de guanina se reemplaza por una base de pirimidina, más
preferiblemente por una base de purina y de una forma
particularmente preferida por una adenina.
En la posición 55169, un resto de citidina se
reemplaza por otro nucleótido, preferiblemente por una base de
pirimidina. Más preferiblemente, se reemplaza por una base de purina
y de una forma particularmente preferida se reemplaza por una
adenina.
En las posiciones 55170 y 55171, un resto de
adenina se reemplaza por otro resto nucleotídico, preferiblemente
por una base de purina. Más preferiblemente, dicho resto de adenina
se reemplaza por una base de pirimidina y de una forma
particularmente preferida dicho resto de adenina se reemplaza por un
resto de citidina. También se descubrió que en la posición 55917,
un resto de citidina se reemplaza por otro nucleótido.
Preferiblemente, dicho resto nucleotídico es una base de purina,
más preferiblemente una base de pirimidina y de una forma
particularmente preferida una timina.
Como es evidente por lo anterior, no todas las
mutaciones identificadas están localizadas en exones o conducen a
un cambio en la secuencia de aminoácidos. Algunas de las mutaciones
están localizadas en la 5'UTR, en la 3'UTR o en intrones.
Se sabe que los polimorfismos en regiones
promotoras y potenciadoras pueden afectar a la función del gen por
medio de la modulación de la transcripción, particularmente si están
situados en sitios de reconocimiento para proteínas de unión al ADN
(Fishman et al., J. Clin. Invest. 102 (1998),
1369-1376). El término "polimorfismo", que se
usa en la presente invención, significa la sustitución de un solo
nucleótido, la inserción de nucleótidos y la deleción de
nucleótidos que, en el caso de la inserción y deleción, incluye la
inserción o deleción de uno o más nucleótidos en una posición de un
gen y las alteraciones correspondientes en las proteínas expresadas.
Los polimorfismos en la región 5' no traducida (5'UTR) de genes
puede afectar a la eficacia con la que se traducen las proteínas.
Un ejemplo representativo de esto es el gen c-myc,
donde un SNP C-G que crea un sitio interno de
entrada de ribosomas está asociado con una mayor eficacia de
traducción de c-myc y con mieloma (Chappell et
al., Oncogene 19 (2000), 4437-4440). Los
polimorfismos en la 3'UTR pueden afectar a la función del gen por
medio de la alteración de la estructura secundaria del ARN y la
eficacia de la traducción o por medio de su efecto sobre motivos en
el ARN que se une a proteínas que regulan la degradación del ARN.
Los polimorfismos dentro de intrones pueden afectar a la función
del gen por medio de su efecto sobre el corte y empalme del ARN
dando como resultado polipéptidos aberrantes. Otra forma en la que
los polimorfismos intrónicos pueden afectar a la función del gen es
cuando afectan a motivos reguladores dentro de intrones. Son
ejemplos el polimorfismo del sitio de unión Sp1 dentro del intrón 1
del gen COLIA1 (Mann et al., J. Clin. Invest 107 (2001),
899-907) y polimorfismos de repetición dentro del
gen IL-1Ra (Keen et al., Bone 23 (1998),
367-371). En Caceres y Komblihtt, Trends
Genet. 4 (2002), 186-93 se describen ejemplos
adicionales entre SNP intrónicos y la función génica. El ejemplo 4
en la página 52, línea 30 a la página 53, línea 51 del texto
describe posibles sucesos de
corte y empalme alternativos y la producción de proteínas aberrante asociadas con tres SNP descritos en la solicitud.
corte y empalme alternativos y la producción de proteínas aberrante asociadas con tres SNP descritos en la solicitud.
Las secuencias de ácido nucleico descritas
anteriormente en este documento pueden comprender al menos 56580
nucleótidos, preferiblemente al menos 10000 nucleótidos, al menos
5000 nucleótidos, al menos 1000 nucleótidos, al menos 500
nucleótidos, al menos 100 nucleótidos. Más preferiblemente, dichas
secuencias de ácido nucleico comprenden al menos 50 nucleótidos y
de una forma particularmente preferida comprenden al menos 20 ó 21
nucleótidos que comprenden las mutaciones o deleciones descritas
anteriormente en este documento. Más preferiblemente, dicha
secuencia de ácido nucleico tiene una secuencia como la representada
en una cualquiera de las SEC ID Nº: 13 a 51.
Las secuencias de ácido nucleico descritas
anteriormente en este documento que comprenden mutaciones en exones
que conducen al reemplazo de la secuencia de aminoácidos
correspondiente del polipéptido P2X7R de tipo silvestre
representado en la SEC ID Nº: 3 ó 4, codifican polipéptidos
mostrados en las SEC ID Nº: 5 a 10 y 12.
Además, las secuencias de ácido nucleico
descritas anteriormente en este documento que comprenden una
deleción que conduce a un polipéptido truncado en comparación con
el polipéptido de longitud completa del polipéptido P2X7R de tipo
silvestre mostrado en la SEC ID Nº: 3 ó 4 se muestran en la SEC ID
Nº: 11.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención también se refiere a usos de moléculas de ácido nucleico
que hibridan con una de las moléculas de ácido nucleico descritas
anteriormente y que muestran una mutación como se ha descrito
anteriormente para la preparación de una composición de diagnóstico
para detectar un trastorno afectivo.
El término "hibrida", como se usa de
acuerdo con la presente invención, puede referirse a hibridaciones
en condiciones rigurosas o no rigurosas. Si no se especifica, las
condiciones son preferiblemente no rigurosas. Dichas condiciones de
hibridación pueden establecerse de acuerdo con protocolos
convencionales descritos, por ejemplo, en Sambrook, Russell
"Molecular Cloning, A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor
Laboratory, N.Y. (2001); Ausubel, "Current Protocols in
Molecular Biology", Green Publishing Associates and Wiley
Interscience, N.Y. (1989), o Higgins y Hames (Eds.)
"Nucleic acid hybridization, a practical approach" IRL Press
Oxford, Washington DC, (1985). El establecimiento de las
condiciones está dentro de la experiencia del especialista y puede
determinarse de acuerdo con protocolos descritos en la técnica. De
esta manera, la detección de únicamente secuencias de hibridación
específica normalmente requerirá condiciones rigurosas de
hibridación y lavado tales como 0,1xSSC, SDS al 0,1% a 65ºC. Las
condiciones de hibridación no rigurosas para la detección de
secuencias homólogas o no exactamente complementarias pueden ser
6xSSC, SDS al 1% a 65ºC. Como es bien conocido, la longitud de la
sonda y la composición del ácido nucleico a determinar constituyen
parámetros adicionales de las condiciones de hibridación. Debe
tenerse en cuenta que pueden realizarse variaciones en las
condiciones anteriores por medio de la inclusión y/o sustitución de
reactivos de bloqueo alternativos usados para eliminar el efecto de
fondo en los experimentos de hibridación. Los reactivos de bloqueo
típicos incluyen reactivo de Denhardt, BLOTTO, heparina, ADN de
esperma de salmón desnaturalizado y formulaciones patentadas
disponibles en el mercado. La inclusión de reactivos de bloqueo
específicos puede requerir la modificación de las condiciones de
hibridación descritas anteriormente debido a problemas de
compatibilidad. Las moléculas de ácido nucleico que hibridan
también comprenden fragmentos de las moléculas descritas
anteriormente. Estos fragmentos pueden representar secuencias de
ácido nucleico que codifican un canal iónico de apertura por ATP
P2X7R no funcional o un fragmento no funcional del mismo, y que
tienen una longitud de al menos 12 nucleótidos, preferiblemente de
al menos 15, más preferiblemente de al menos 18, aún más
preferiblemente de al menos 21 nucleótidos, aún más preferiblemente
de al menos 30 nucleótidos, incluso más preferiblemente de al menos
40 nucleótidos y todavía más preferiblemente de al menos 60
nucleótidos. Además, las moléculas de ácido nucleico que hibridan
con cualquiera de las moléculas de ácido nucleico mencionadas
anteriormente también incluyen fragmentos complementarios, derivados
y variantes alélicas de estas moléculas. Además, un complejo de
hibridación se refiere a un complejo entre dos secuencias de ácido
nucleico gracias a la formación de enlaces de hidrógeno entre bases
G y C complementarias y entre bases A y T complementarias; estos
enlaces de hidrógeno pueden estabilizarse adicionalmente por
interacciones de apilamiento de bases. Las dos secuencias de ácido
nucleico complementarias forman enlaces de hidrógeno en una
configuración antiparalela. Un complejo de hibridación puede
formarse en solución (por ejemplo, análisis Cot o Rot) o entre una
secuencia de ácido nucleico presente en solución y otra secuencia de
ácido nucleico inmovilizada en un soporte sólido (por ejemplo,
membranas, filtros, chips, pasadores o portaobjetos de vidrio a los
que, por ejemplo, se han fijado células). Los términos
complementario o complementariedad se refieren a la unión natural
de polinucleótidos en condiciones permisivas de sal y temperatura
por la formación de pares de bases. Por ejemplo, la secuencia
"A-G-T" se une a la secuencia
complementaria "T-C-A". La
complementariedad entre dos moléculas monocatenarias puede ser
"parcial", en la que sólo se unen algunos de los ácidos
nucleicos, o puede ser completa cuando existe una complementariedad
total entre las moléculas monocatenarias. El grado de
complementariedad entre las cadenas de ácido nucleico tiene efectos
significativos sobre la eficacia y fuerza de hibridación entre
cadenas de ácido nucleico. Esto tiene una importancia particular en
reacciones de amplificación, que dependen de la unión entre cadenas
de ácido nucleico.
La expresión "secuencias de hibridación"
preferiblemente se refiere a secuencias que presentan una identidad
de secuencia de al menos 40%, preferiblemente de al menos 50%, más
preferiblemente de al menos 60%, incluso más preferiblemente de al
menos 70%, de una forma particularmente preferida de al menos 80%,
de una forma particularmente más preferida de al menos 90%, de una
forma incluso más particularmente preferida de al menos 95% y aún
más preferiblemente de al menos 97% con una secuencia de ácido
nucleico como se ha descrito anteriormente, que codifica una
proteína P2X7R con una mutación descrita. Además, la expresión
"secuencias de hibridación" preferiblemente se refiere a
secuencias que codifican una proteína P2X7R que tiene una identidad
de secuencia de al menos 40%, preferiblemente de al menos 50%, más
preferiblemente de al menos 60%, incluso más preferiblemente de al
menos 70%, de una forma particularmente preferida de al menos 80%,
de una forma particularmente más preferida de al menos 90%, de una
forma incluso particularmente más preferida de al menos 95% y aún
más preferiblemente de al menos 97% con una secuencia de
aminoácidos de un mutante de P2X7R como se ha descrito anteriormente
en este documento.
De acuerdo con la presente invención, la
expresión "idéntica" o "porcentaje de identidad" en el
contexto de dos o más secuencias de ácido nucleico o aminoácidos,
se refiere a dos o más secuencias o subsecuencias que son iguales o
que tienen un porcentaje especificado de restos aminoacídicos o
nucleótidos que son iguales (por ejemplo, identidad de 60% o 65%,
preferiblemente identidad de 70-95%, más
preferiblemente identidad de al menos 95%) cuando se comparan y se
alinean para una correspondencia máxima en una ventana de
comparación, sobre una región designada, midiéndose dicha identidad
usando un algoritmo de comparación de secuencias conocido en la
técnica, o por alineamiento manual e inspección visual. Las
secuencias que tienen, por ejemplo, una identidad de secuencia de
60 a 95% o mayor se consideran sustancialmente idénticas. Esta
definición también se aplica al complemento de una secuencia de
ensayo. Preferiblemente, la identidad descrita existe en una región
que tiene una longitud de al menos aproximadamente 15 a 25
aminoácidos o nucleótidos, más preferiblemente en una región que
tiene una longitud de aproximadamente 50 a 100 aminoácidos o
nucleótidos. Los especialistas en la técnica sabrán cómo determinar
el porcentaje de identidad entre secuencias usando, por ejemplo,
algoritmos tales como los basados en el programa informático
CLUSTALW (Thompson Nucl. Acids Res. 2 (1994),
4673-4680) o FASTDB (Brutlag Comp. App.
Biosci. 6 (1990), 237-245) como se conoce en la
técnica.
Aunque el algoritmo FASTDB típicamente no
considera adiciones o deleciones internas sin correspondencia en
las secuencias, es decir, huecos, en su cálculo, esto puede
corregirse manualmente para evitar una sobreestimación del
porcentaje de identidad. CLUSTALW, sin embargo, no tiene en cuenta
los huecos de secuencia en sus cálculos de identidad. Los
especialistas en la técnica también disponen de algoritmos BLAST y
BLAST 2.0 (Altschul Nucl. Acids Res. 25 (1977),
3389-3402). El programa BLASTN para secuencias de
ácido nucleico usa por defecto una longitud de palabra (W) de 11,
una expectativa (E) de 10, M = 5, N = 4 y una comparación de las dos
cadenas. Para las secuencias de aminoácidos, el programa BLASTP usa
por defecto una longitud de palabra (W) de 3, y una expectativa (E)
de 10. La matriz de puntuación BLOSUM62 (Henikoff Proc. Natl.
Acad. Sci., USA, 89, (1989), 10915) usa alineamientos (B) de 50,
una expectativa (E) de 10, M = 5, N = 4, y una comparación de las
dos cadenas.
Además, como se ha descrito anteriormente, la
presente invención también se refiere al uso de moléculas de ácido
nucleico cuya secuencia está degenerada en comparación con la
secuencia de una molécula de hibridación descrita anteriormente,
para la preparación de una composición de diagnóstico para detectar
un trastorno afectivo. Cuando se usa de acuerdo con la presente
invención, la expresión "que está degenerada como resultado del
código genético" significa que debido a la redundancia del
código genético diferentes secuencias de nucleótidos codifican el
mismo aminoácido.
También se describen en este documento moléculas
de ácido nucleico que comprenden una o más de las mutaciones o
deleciones descritas anteriormente.
Las moléculas de ácido nucleico aplicadas en los
usos de la invención pueden proceder de cualquier organismo que
codifique canales iónicos de apertura por ATP P2X7R
correspondientes. Por ejemplo, se ha informado sobre la existencia
de canales iónicos de apertura por ATP P2X7R en diversos organismos,
por ejemplo, rata (véase, Suprenant (1996), loc. cit), ratón
(Número de acceso del Genbank AJ 489297), xenopus (Número de acceso
del Genbank AJ 345114), pollo (Número de acceso del Genbank BM
491404) o Bos taurus (Número de acceso del Genbank AF 083073). En
una realización preferida, la molécula de ácido nucleico de la
invención procede de un vertebrado, preferiblemente de un mamífero,
incluso más preferiblemente la molécula de ácido nucleico procede de
un conejo o cobaya, y aún más preferiblemente el ácido nucleico
procede de ratón, rata o ser humano.
La molécula de ácido nucleico aplicada en los
usos de la invención puede ser cualquier tipo de ácido nucleico, por
ejemplo, ADN, ARN o APN (ácido péptido nucleico).
Para los fines de la presente invención, un
ácido péptido nucleico (APN) es un análogo de ADN de tipo poliamida
y las unidades monoméricas para adenina, guanina, timina y citosina
están disponibles en el mercado (Perceptive Biosystems). En los APN
no están presentes ciertos componentes del ADN, tales como fósforo,
óxidos de fósforo o derivados de desoxirribosa. Como describen
Nielsen et al., Science 254:1497 (1991); y Egholm et
al., Nature 365:666 (1993), los APN se unen específicamente y
fuertemente a cadenas de ADN complementarias y no se degradan por
las nucleasas. De hecho, el APN se une más fuertemente al ADN que el
propio ADN. Esto probablemente se debe a que no hay repulsión
electrostática entre las dos cadenas y también a que el esqueleto de
poliamida es más flexible. Debido a esto, los dúplex de APN/ADN se
unen en una serie más amplia de condiciones de rigurosidad que los
dúplex de ADN/ADN, haciendo que sea más fácil realizar hibridaciones
múltiples. Pueden usarse sondas más pequeñas que con el ADN debido
a la fuerte unión. Además, es más probable que puedan determinarse
los desacoplamientos de una sola base con la hibridación de APN/ADN
debido a que un solo desacoplamiento en un híbrido APN/ADN de 15
unidades reduce el punto de fusión (T.sub.m) en 8º-20ºC, frente a
4º-16ºC para el dúplex de ADN/ADN de 15 unidades. Además, la
ausencia de grupos cargados en el APN significa que la hibridación
puede realizarse a bajas concentraciones iónicas reduciéndose la
posible interferencia por las sales durante el análisis.
El ADN puede ser, por ejemplo, ADNc. En una
realización preferida, es un ADN genómico. El ARN puede ser, por
ejemplo, ARNm. La molécula de ácido nucleico puede ser natural,
sintética o semisintética o puede ser un derivado, tal como un
ácido péptido nucleico (Nielsen, Science 254 (1991),
1497-1500) o fosforotioatos. Además, la molécula de
ácido nucleico puede ser una molécula de ácido nucleico quimérica
producida de forma recombinante que comprende cualquiera de las
moléculas de ácido nucleico mencionadas anteriormente solas o en
combinación.
Preferiblemente, la molécula de ácido nucleico
aplicada en los usos de la presente invención es parte de un
vector. Por lo tanto, la presente invención se refiere, en otra
realización, a un vector que comprende la molécula de ácido
nucleico de esta invención. Este vector puede ser, por ejemplo, un
plásmido, cósmido, virus, bacteriófago u otro vector usado, por
ejemplo, convencionalmente en ingeniería genética, y puede
comprender genes adicionales tales como genes marcadores que
permitan la selección de dicho vector en una célula hospedadora
adecuada y en condiciones adecuadas.
Las moléculas de ácido nucleico aplicadas en los
usos de la presente invención pueden insertarse en varios vectores
disponibles en el mercado. Los ejemplos no limitantes incluyen
vectores plasmídicos compatibles con células de mamífero, tales
como pUC, pBluescript (Stratagene), pET (Novagen), pREP
(Invitrogen), pCRTopo (Invitrogen), pcDNA3 (Invitrogen), pCEP4
(Invitrogen), pMC1 neo (Stratagene), pXT1 (Stratagene), pSG5
(Stratagene), EBO-pSV2neo, pBPV-1,
pdBPVMMTneo, pRSVgpt, pRSVneo, pSV2-dhfr, pUCTag,
plZD35, pLXIN y pSIR (Clontech) y pIRES-EGFP
(Clontech). En el mercado también están disponibles vectores de
Baculovirus tales como pBlueBac, el sistema de expresión de
baculovirus BacPacz (CLONTECH) y el sistema de expresión en
baculovirus MaxBacTM, células de insecto y protocolos (Invitrogen),
y también pueden usarse para producir altos rendimientos de
proteínas biológicamente activas. (Véase también, Miller
(1993), Curr. Op. Genet. Dev., 3, 9; O'Reilly, Baculovirus
Expression Vectors: A Laboratory Manual, p. 127). Además, son
ejemplos no limitantes de otros vectores adecuados para uso con la
presente invención vectores procarióticos tales como pcDNA2; y
vectores de levadura tales como pYes2. Como técnicas de
modificación de vectores, véase Sambrook y Russel (2001),
loc. cit. Los vectores pueden contener uno o más sistemas de
replicación y herencia para la clonación o expresión, uno o más
marcadores para la selección en el hospedador, por ejemplo,
resistencia a antibióticos, y uno o más cassettes de expresión.
Las secuencias codificantes insertadas en el
vector pueden sintetizarse por métodos convencionales, aislarse a
partir de fuentes naturales o prepararse como híbridos. El
ligamiento de las secuencias codificantes a elementos reguladores
de la transcripción (por ejemplo, promotores, potenciadores y/o
aislantes) y/o a otras secuencias de aminoácidos codificantes puede
realizarse usando métodos establecidos.
Adicionalmente, los vectores pueden comprender,
además de las secuencias de ácido nucleico de la invención,
elementos de control de la expresión, permitiendo la expresión
apropiada de las regiones codificantes en hospedadores adecuados.
Estos elementos de control son conocidos para el especialista en la
técnica y pueden incluir un promotor, codón de inicio de la
traducción, sitio de traducción e inserción o sitios internos de
entrada de ribosomas (IRES) (Owens, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 98 (2001), 1471-1476) para introducir un inserto
en el vector. Preferiblemente, la molécula de ácido nucleico de la
invención está unida operativamente a dichas secuencias de control
de la expresión permitiendo la expresión en células procariotas o
eucariotas. En este contexto se prefieren particularmente
secuencias de control que permiten la expresión correcta en células
neuronales y/o células derivadas de tejido nervioso.
Los elementos de control que aseguran la
expresión en células eucariotas y procariotas son bien conocidos
para los especialistas en la técnica. Como se ha mencionado
anteriormente, normalmente comprenden secuencias reguladoras que
aseguran el inicio de la transcripción y opcionalmente señales
poli-A que aseguran la terminación de la
transcripción y la estabilización del transcrito. Otros elementos
reguladores pueden incluir potenciadores de la transcripción así
como de la traducción, y/o regiones promotoras asociadas de forma
natural o heterólogas. Los posibles elementos reguladores que
permiten la expresión, por ejemplo, en células hospedadoras de
mamífero comprenden el promotor de timidina quinasa de
CMV-HSV, SV40, promotor de RSV (virus del sarcoma de
Rous), el promotor 1\alpha del factor de elongación humano, el
potenciador de CMV, promotor de CaM-quinasa o
potenciador de SV40.
Para la expresión, por ejemplo, en tejido
nervioso y/o células derivadas del mismo, en la técnica son bien
conocidas varias secuencias reguladores, tales como la secuencia
promotora mínima del neurofilamento L humano (Charron, J.
Biol. Chem. 270 (1995), 25739-25745). Para la
expresión en células procariotas, se han descrito una multitud de
promotores incluyendo, por ejemplo, el promotor
tac-lac, el promotor lacUV5 o el promotor trp.
Aparte de los elementos que son responsables para el inicio de la
transcripción, estos elementos reguladores también pueden
comprender señales de terminación de la transcripción, tales como el
sitio poli-A de SV40 o el sitio
poli-A de tk, cadena abajo del polinucleótido. En
este contexto, en la técnica se conocen vectores de expresión
adecuados tales como el vector de expresión de ADNc de
Okayama-Berg pcDV1 (Pharmacia), pRc/CMV, pcDNA1,
pcDNA3 (Invitrogene, como se usa, entre otros en los ejemplos
adjuntos), pSPORT1 (GIBCO BRL) o pGEMHE (Promega), o vectores de
expresión procarióticos tales como lambda gt11.
Un vector de expresión de acuerdo con esta
invención es al menos capaz de dirigir la replicación, y
preferiblemente la expresión, de los ácidos nucleicos y proteína de
esta invención. Los orígenes de replicación adecuados incluyen, por
ejemplo, los orígenes de replicación de Col E1, el origen de
replicación viral de SV40 y el origen de replicación de M 13. Los
promotores adecuados incluyen, por ejemplo, el promotor de
citomegalovirus (CMV), el promotor de iacZ, el promotor de gai10 y
el promotor poliédrico del virus de la poliedrosis nuclear múltiple
de Autographa califórnica (AcMNPV). Las secuencias de terminación
adecuadas incluyen, por ejemplo, la hormona de crecimiento bovina,
SV40, iacZ y señales de poliadenilación poliédricas de AcMNPV. Los
ejemplos de marcadores seleccionables incluyen resistencia a
neomicina, ampicilina e higromicina y similares. Los vectores
diseñados específicamente permiten la transposición de ADN entre
diferentes células hospedadoras tales como
bacterias-levaduras,
bacterias-células animales,
bacterias-células fúngicas o
bacterias-células de invertebrados.
Aparte de las moléculas de ácido nucleico de la
presente invención, el vector puede comprender además secuencias de
ácido nucleico que codifican señales de secreción. Estas secuencias
son bien conocidas para el especialista en la técnica. Además,
dependiendo del sistema de expresión usado, en la secuencia
codificante de las moléculas de ácido nucleico de la invención
pueden añadirse secuencias líder capaces de dirigir el polipéptido
expresado a un compartimento celular, y son bien conocidas en la
técnica. Las secuencias líder se ensamblan en la fase apropiada con
secuencias de traducción, inicio y terminación y, preferiblemente,
con una secuencia líder capaz de dirigir la secreción de la
proteína traducida, o una parte de la misma, entre otros sitios,
dentro de la membrana extracelular. Opcionalmente, la secuencia
heteróloga puede codificar una proteína de fusión que incluye un
péptido de identificación C- o N-terminal que
confiere características deseadas, por ejemplo, estabilización o
una purificación simplificada del producto recombinante expresado.
Una vez incorporado el vector en el hospedador apropiado, el
hospedador se mantiene en condiciones adecuadas para la expresión de
alto nivel de las secuencias de nucleótidos y, cuando se desee,
puede seguirse por la recogida y purificación de las proteínas,
fragmentos antigénicos o proteínas de fusión de la invención. Por
supuesto, el vector también puede comprender regiones reguladoras de
organismos patógenos.
Además, dicho vector también puede ser, además
de un vector de expresión, un vector de transferencia génica y/o de
dirección génica. La terapia génica, que se basa en la introducción
de genes terapéuticos (por ejemplo para vacunación) en células por
técnicas ex-vivo o
in-vivo es una de las aplicaciones más
importantes de la transferencia de genes. Los vectores, sistemas de
vectores y métodos adecuados para la terapia génica
in-vitro o in-vivo se
describen en la bibliografía y son bien conocidos para el
especialista en la técnica; véase, por ejemplo, Giordano,
Nature Medicine 2 (1996), 534-539; Schaper,
Circ. Res. 79 (1996), 911-919; Anderson,
Science 256 (1992), 808-813, Isner, Lancet
348 (1996), 370-374; Muhlhauser, Circ. Res.
77 (1995), 1077-1086; Wang, Nature Medicine
2 (1996), 714-716; documentos WO 94/29469; WO
97/00957; Schaper, Current Opinion in Biotechnology 7
(1996), 635-640 o Verma, Nature 389 (1997),
239-242 y las referencias citadas en estos
documentos.
Las moléculas de ácido nucleico de la invención
y los vectores como se han descrito anteriormente en este documento
pueden diseñarse para la introducción directa o para la introducción
a través de liposomas o vectores virales (por ejemplo, adenovirales
o retrovirales) en la célula. Además, pueden usarse sistemas de
baculovirus o sistemas basados en virus vaccinia o Virus Semliki
Forest como sistemas de expresión eucarióticos para las moléculas
de ácido nucleico de la invención. Además de la producción
recombinante, pueden producirse fragmentos de la proteína, la
proteína de fusión o fragmentos antigénicos de la invención por
síntesis directa de péptidos usando técnicas en fase sólida (véase
Stewart et al., (1969) Solid Phase Peptide Synthesis;
Freeman Co, San Francisco; Merrifield, J. Am. Chem. Soc. 85
(1963), 2149-2154). La síntesis de proteínas in
vitro puede realizarse usando técnicas manuales o por medio de
una automatización. La síntesis automática puede conseguirse, por
ejemplo, usando el Sintetizador de Péptidos Applied Biosystems 431A
(Perkin Elmer, Foster City CA) de acuerdo con las instrucciones
proporcionadas por el fabricante. Varios fragmentos pueden
sintetizarse químicamente por separado y combinarse usando métodos
químicos para producir la molécula de longitud completa.
También se describe en este documento un
hospedador transformado con un vector o un hospedador que comprende
la molécula de ácido nucleico de la invención. Dicho hospedador se
puede producir introduciendo dicho vector o secuencia de
nucleótidos en una célula hospedadora que, en su presencia en la
célula, media la expresión de una proteína codificada por la
secuencia de nucleótidos de la invención o que comprende una
secuencia de nucleótidos o un vector de acuerdo con la invención,
siendo la secuencia de nucleótidos y/o el polipéptido codificado
extraño para la célula hospedadora.
Por "extraño" se entiende que la secuencia
de nucleótidos y/o el polipéptido codificado es heterólogo con
respecto al hospedador, que significa derivado de una célula u
organismo con una base genómica diferente, o es homólogo con
respecto al hospedador pero está localizado en un entorno genómico
diferente que el del homólogo natural de dicha secuencia de
nucleótidos. Esto significa que si la secuencia de nucleótidos es
homóloga con respecto al hospedador, no se localiza en su
localización natural en el genoma de dicho hospedador, en
particular está rodeada por genes diferentes. En este caso, la
secuencia de nucleótidos puede estar bajo el control de su propio
promotor o bajo el control de un promotor heterólogo. La
localización de la molécula de ácido nucleico introducida o el
vector puede determinarse por el especialista en la técnica usando
métodos bien conocidos por dicho especialista en la técnica, por
ejemplo, Transferencia de Southern. El vector o la secuencia de
nucleótidos de acuerdo con la invención que está presente en el
hospedador puede estar integrada en el genoma del hospedador o
puede mantenerse en alguna forma extracromosómicamente. A este
respecto, también se entenderá que la secuencia de nucleótidos de
la invención puede usarse para restaurar o crear un gen mutante por
recombinación homóloga.
Dicho hospedador puede ser cualquier célula
procariota o eucariota. Son células procariotas/bacterianas
adecuadas las usadas generalmente para clonación, tales como E.
coli, Salmonella typhimurium, Serratia marcescens o Bacillus
subtilis. Dicho hospedador eucariota puede ser una célula de
mamífero, una célula de anfibio, una célula de pez, una célula de
insecto, una célula fúngica, una célula vegetal o una célula
bacteriana (por ejemplo, las cepas de E. coli HB101, DH5a,
XL1 Blue, Y1090 y JM101). Se prefieren células hospedadoras
recombinantes eucariotas. Los ejemplos de células hospedadoras
eucariotas incluyen, pero sin limitación, levaduras, por ejemplo
células de Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe,
Kluyveromyces lactis o Pichia pastoris, líneas celulares
de origen humano, bovino, porcino, de mono y de roedor, así como
células de insecto, incluyendo pero sin limitación células de
insecto Spodoptera frugiperda y células de insecto derivadas
de Drosophila, así como células de pez cebra. Las líneas celulares
derivadas de especies de mamífero adecuadas para uso y disponibles
en el mercado incluyen, pero sin limitación, células L, células
CV-1, células COS-1 (ATCC CRL
1650), células COS-7 (ATCC CRL 1651), células HeLa
(ATCC CCL 2), C1271 (ATCC CRL 1616),
BS-C-1 (ATCC CCL 26) y
MRC-5 (ATCC CCL 171).
Preferiblemente, dicha célula de mamífero es una
célula neuronal y/o una célula cultivada tal como, entre otras, una
célula HEK 293 (riñón embrionario humano), una célula CHO, HeLa,
NIH3T3, BHK, PC12 o una célula madre neuronal preferiblemente
derivada de un mamífero y más preferiblemente de un ser humano.
Preferiblemente, dicha célula de anfibio es un
oocito. Más preferiblemente, dicho oocito es un oocito de rana,
particularmente preferido un oocito de Xenopus laevis.
El hospedador descrito en este documento es un
organismo transgénico no humano. Dicho organismo no humano puede
ser un mamífero, anfibio, un pez, un insecto, un hongo o una planta.
Son animales transgénicos no humanos particularmente preferidos
especies de Drosophila, Caenorhabditis elegans, especies de
Xenopus, pez cebra, Spodoptera frugiperda, Autographa
californica, ratones y ratas. Las plantas transgénicas
comprenden, pero sin limitación, trigo, tabaco, perejil y
Arabidopsis. Los hongos transgénicos también son bien conocidos en
la técnica y comprenden, entre otros, levaduras tales como S.
pombe o S. cerevisiae, especies de Aspergillus,
Neurospora o Ustilago o especies de Pichia.
En este documento se describe un método para
producir el polipéptido codificado por una molécula de ácido
nucleico de la invención que comprende cultivar/desarrollar el
hospedador de la invención y aislar el polipéptido producido.
En la técnica existen un gran número de métodos
adecuados para producir polipéptidos en hospedadores apropiados. Si
el hospedador es un organismo unicelular o una célula de mamífero o
insecto, la persona especialista en la técnica puede volver a una
diversidad de condiciones de cultivo que pueden optimizarse
adicionalmente sin una carga excesiva de trabajo. Convenientemente,
la proteína producida se recoge del medio de cultivo o de membranas
(biológicas) aisladas por técnicas establecidas. Además, el
polipéptido producido puede aislarse directamente a partir de la
célula hospedadora. Dicha célula hospedadora puede ser parte o puede
derivar de una parte de un organismo hospedador, por ejemplo, dicha
célula hospedadora puede ser parte del SNC de un animal o la parte
cosechable de una planta. Además, el polipéptido producido puede
aislarse de fluidos derivados de dicho hospedador, tal como sangre,
leche o líquido cefalorraquídeo.
Además, la presente invención se refiere al uso
de polipéptidos representados en las SEC ID Nº: 5 a 12 que se
codifican por las moléculas de ácido nucleico de la invención o se
producen por el método descrito en este documento para la
preparación de una composición de diagnóstico para detectar un
trastorno afectivo. El polipéptido de la invención, por
consiguiente, puede producirse por métodos microbiológicos o por
mamíferos transgénicos. También se prevé que el polipéptido de la
invención se recupere a partir de plantas transgénicas. Como
alternativa, el polipéptido de la invención puede producirse
sintética o semisintéticamente.
Por ejemplo, puede usarse síntesis química tal
como el procedimiento en fase sólida descrito por Houghton
Proc. Natl. Acad. Sci. USA (82) (1985), 5131-5135.
Otro método es la traducción in vitro de ARNm. Un método
preferido implica la producción recombinante de proteínas en células
hospedadoras como se ha descrito anteriormente. Por ejemplo, pueden
sintetizarse secuencias de ácido nucleico que comprenden todo o una
parte de una cualquiera de las secuencias de nucleótidos de acuerdo
con la invención por PCR, insertarse en un vector de expresión y
una célula hospedadora puede transformarse con el vector de
expresión. Posteriormente, la célula hospedadora se cultiva para
producir el polipéptido deseado, que se aísla y purifica. El
aislamiento y purificación de proteínas puede conseguirse por una
cualquiera de varias técnicas conocidas; por ejemplo y sin
limitación, cromatografía de intercambio iónico, cromatografía de
exclusión molecular y cromatografía de afinidad, cromatografía
líquida de alta presión (HPLC), HPLC de fase inversa, electroforesis
en gel preparativa con disco. Además, pueden usarse sistemas de
traducción sin células para producir los polipéptidos de la presente
invención. Los sistemas de expresión sin células adecuados para uso
de acuerdo con la presente invención incluyen lisado de
reticulocitos de conejo, extracto de germen de trigo, membranas
microsomales pancreáticas caninas, extracto S30 de E. coli y
sistemas de transcripción/traducción acoplados tales como el sistema
TNT (Promega). Estos sistemas permiten la expresión de polipéptidos
o péptidos recombinantes tras la adición de vectores de clonación,
fragmentos de ADN o secuencias de ARN que contienen regiones
codificantes y elementos promotores apropiados. Como se ha
mencionado supra, las técnicas de aislamiento/purificación de
proteínas pueden requerir la modificación de las proteínas de la
presente invención usando métodos convencionales. Por ejemplo, puede
añadirse una señal de histidina a la proteína para permitir la
purificación en una columna de níquel. Otras modificaciones pueden
producir una mayor o menor actividad, permitir mayores niveles de
producción de proteínas o simplificar la purificación de la
proteína.
En otra realización, la presente invención se
refiere al uso de un anticuerpo dirigido específicamente a un
polipéptido de la invención, donde dicho anticuerpo reacciona
específicamente con un epítopo generado y/o formado por la mutación
en el canal iónico de apertura por ATP P2X7R seleccionado entre el
grupo compuesto por:
(i) un epítopo presentado específicamente por un
polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de un canal
iónico de apertura por ATP P2X7R, donde el resto R (Arg), G (Gly), E
(Glu), L (Leu), R (Arg), I (Ile) o R (Arg) que corresponde a la
posición 117, 150, 186, 191, 270, 568 ó 578 del canal iónico de
apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre como se representa en la
SEC ID Nº: 3 ó 4 se reemplaza por otro resto aminoacídico; y
(ii) un epítopo presentado específicamente por
un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de un canal
iónico de apertura por ATP P2X7R, donde se delecionan los
aminoácidos correspondientes a las posiciones 488 a 494 del canal
iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre como se
representa en la SEC ID Nº: 3 ó 4, para la preparación de una
composición de diagnóstico para detectar un trastorno afectivo.
Con respecto a las realizaciones preferidas de
(i) y (ii) se aplica lo mismo que se ha descrito anteriormente en
relación con las moléculas de ácido nucleico. El término
"específicamente" en este contexto significa que el anticuerpo
reacciona con la proteína P2X7R mutante pero no con una proteína
P2X7R de tipo silvestre. Preferiblemente, este término también
significa que dicho anticuerpo no se une a otras formas mutantes de
la proteína P2X7R, en particular las descritas en este documento.
Si el anticuerpo reacciona específicamente como se ha definido
anteriormente en este documento puede ensayarse fácilmente, entre
otros métodos, comparando la reacción de dicho anticuerpo con un
canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre (o una
subunidad o fragmento del mismo) con la reacción de dicho
anticuerpo con un polipéptido P2X7R mutante de la invención.
El anticuerpo aplicado en los usos de la
presente invención puede ser, por ejemplo, policlonal o monoclonal.
El término "anticuerpo" también comprende derivados o
fragmentos del mismo que retienen la especificidad de unión. Las
técnicas para la producción de anticuerpos son bien conocidas en la
técnica y se describen, por ejemplo, en Harlow y Lane
"Antibodies, A Laboratory Manual", CSH Press, Cold Spring
Harbor, 1988. Estos anticuerpos pueden usarse, por ejemplo, para la
inmunoprecipitación e inmunolocalización de los polipéptidos de la
invención así como para el control de la presencia de dichos
polipéptidos, por ejemplo, en organismos recombinantes o en
diagnóstico. También pueden usarse para la identificación de
compuestos que interaccionan con las proteínas de acuerdo con la
invención (como se menciona en este documento más adelante). Por
ejemplo, puede usarse la resonancia de plasmón superficial como se
emplea en el sistema BIAcore para aumentar la eficacia de
anticuerpos contra fagos que se unen a un epítopo del polipéptido
de la invención (Schier, Human Antibodies Hybridomas 7
(1996), 97-105; Malmborg, J. Immunol. Methods
183 (1995), 7-13).
La presente invención además incluye anticuerpos
quiméricos, monocatenarios y humanizados así como fragmentos de
anticuerpo tales como, entre otros, fragmentos Fab. Los fragmentos o
derivados de anticuerpos comprenden además fragmentos
F(ab')2, Fv o scFv; véase, por ejemplo, Harlow y Lane,
loc. cit.. En la técnica se conocen diversos procedimientos y
pueden usarse para la producción de estos anticuerpos y/o
fragmentos. De esta manera, los derivados (anticuerpos) pueden
producirse por peptidomiméticos. Además, pueden adaptarse técnicas
descritas para la producción de anticuerpos monocatenarios (véase,
entre otras, la Patente de Estados Unidos Nº 4.946.778) para
producir anticuerpos monocatenarios contra polipéptidos de esta
invención. Además, pueden usarse animales transgénicos para
expresar anticuerpos humanizados contra polipéptidos de esta
invención. Más preferiblemente, el anticuerpo de esta invención es
un anticuerpo monoclonal. Para la preparación de anticuerpos
monoclonales, puede usarse cualquier técnica que proporcione
anticuerpos producidos por cultivos de líneas celulares continuas.
Los ejemplos de estas técnicas incluyen la técnica de hibridoma
(Köhler y Milstein Nature 256 (1975),
495-497), la técnica de trioma, la técnica de
hibridoma de células B humanas (Kozbor, Immunology Today 4
(1983), 72) y la técnica de EBV-hibridoma para
producir anticuerpos monoclonales humanos (Cole et al.,
Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc.
(1985), 77-96). Las técnicas que describen la
producción de anticuerpos monocatenarios (por ejemplo, Patente de
Estados Unidos Nº 4.946.778) pueden adaptarse para producir
anticuerpos monocatenarios contra polipéptidos inmunogénicos como
los descritos anteriormente. Además, pueden usarse ratones
transgénicos para expresar anticuerpos humanizados dirigidos contra
dichos polipéptidos inmunogénicos. En particular se prefiere que
las construcciones de anticuerpos/anticuerpo, así como los
fragmentos o derivados de anticuerpo a emplear de acuerdo con esta
invención puedan expresarse en una célula. Esto puede conseguirse,
entre otros métodos, por inyección directa de las moléculas
proteicas correspondientes o por inyección de moléculas de ácido
nucleico que las codifican. Además, se prevén estrategias de terapia
génica. Por consiguiente, en el contexto de la presente invención,
la expresión "molécula de anticuerpo" se refiere a moléculas de
inmunoglobulina enteras así como a partes de dichas moléculas de
inmunoglobulina. Además, el término, como se ha descrito
anteriormente, se refiere a moléculas de anticuerpo modificadas y/o
alteradas, tales como anticuerpos quiméricos y humanizados. El
término también se refiere a anticuerpos monoclonales o policlonales
así como a anticuerpos generados de forma recombinante o por
síntesis/anticuerpos sintetizados. El término también se refiere a
anticuerpos intactos así como a fragmentos de dichos anticuerpos,
tales como cadenas ligeras y pesadas separadas, Fab, Fab/c, Fv,
Fab', F(ab')2. La expresión "molécula de anticuerpo"
también comprende anticuerpos bifuncionales y construcciones de
anticuerpos, tales como Fv monocatenarios (scFv) o proteínas de
fusión de anticuerpo. También se prevé en el contexto de esta
invención que el término "anticuerpo" comprende construcciones
de anticuerpo que pueden expresarse en células, por ejemplo,
construcciones de anticuerpo que pueden introducirse por
transfección y/o transducción a través de, entre otras moléculas,
virus o vectores. Se prevé particularmente que estas construcciones
de anticuerpo reconozcan específicamente a los polipéptidos de la
presente invención. Además, se prevé que dicha construcción de
anticuerpos se emplee en estrategias de terapia génica.
La presente invención también se refiere al uso
de un aptámero que se une específicamente a un polipéptido de
acuerdo con la invención donde dicho aptámero reacciona con un
epítopo de un polipéptido de la presente invención para la
preparación de una composición de diagnóstico para detectar un
trastorno afectivo. La presente invención además se refiere al uso
de un aptámero dirigido específicamente a una molécula de ácido
nucleico correspondiente de acuerdo con la invención para la
preparación de una composición de diagnóstico para detectar un
trastorno afectivo.
De acuerdo con la presente invención, el término
"aptámero" significa moléculas de ácido nucleico que pueden
unirse a moléculas diana. Los aptámeros comúnmente comprenden ARN,
ADN monocatenario, ARN modificado o moléculas de ADN modificadas.
La preparación de aptámeros es bien conocida en la técnica y puede
implicar, entre otras cosas, el uso de bibliotecas de ARN
combinatorias para identificar sitios de unión (Gold, Ann.
Rev. Biochem. 64 (1995), 763-797).
Además, la presente invención se refiere al uso
de un cebador o un par de cebadores capaces de amplificar
específicamente las moléculas de ácido nucleico de la presente
invención para la preparación de una composición de diagnóstico
para detectar un trastorno afectivo. El término "cebador",
cuando se usa en la presente invención, significa una molécula de
ácido nucleico monocatenaria capaz de hibridar con la molécula de
ácido nucleico de la presente solicitud y, por lo tanto, que puede
servir como punto de partida para la amplificación. Dicho término
también comprende oligorribo- o desoxirribonucleótidos que son
complementarios a una región de una de las cadenas de una molécula
de ácido nucleico de la presente invención. De acuerdo con la
presente invención, la expresión "par de cebadores" significa
un par de cebadores que están dirigidos en la dirección opuesta
entre sí, con respecto a una región complementaria de una molécula
de ácido nucleico, para permitir, por ejemplo, la amplificación por
la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
El término "amplificación" se refiere a la
copia repetida de una secuencia especificada de nucleótidos dando
como resultado un aumento en la cantidad de dicha secuencia
especificada de nucleótidos y permite la generación de una multitud
de moléculas de ácido nucleico idénticas o esencialmente idénticas
(es decir, con una identidad de al menos 95%, más preferiblemente
de al menos 98%, incluso más preferiblemente de al menos 99% y aún
más preferiblemente de al menos 99,5%, tal como de 99,9%) o partes
de las mismas. Estos métodos están bien establecidos en la técnica;
véase Sambrook et al. "Molecular Cloning, A Laboratory
Manual", 2ª edición 1989, CSH Press, Cold Spring Harbor.
Incluyen reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y modificaciones
de la misma, y reacción en cadena de la ligasa (LCR) por nombrar
algunos métodos de amplificación preferidos.
Cuando se usan en el contexto de los cebadores,
el término "específicamente" significa que sólo se amplifican
las moléculas de ácido nucleico descritas en este documento
anteriormente y no se amplifican las moléculas de ácido nucleico
que codifican el receptor de apertura por ATP P2X7R de tipo
silvestre representado en la SEC ID Nº: 1. De esta manera, un
cebador de acuerdo con la invención es preferiblemente un cebador
que se une a una región de una molécula de ácido nucleico de la
invención que es única para esta molécula y que no está presente en
la secuencia codificante de P2X7R de tipo silvestre, es decir, el
cebador se une en una región en la que se produce una de las
mutaciones descritas anteriormente. En relación con un par de
cebadores de acuerdo con la invención, es posible que uno de los
cebadores del par sea específico en el sentido descrito
anteriormente o que los dos cebadores del par sean específicos. En
ambos casos, el uso de dicho par de cebadores permitiría amplificar
específicamente un mutante de la invención como se ha descrito
anteriormente en este documento, pero no la secuencia codificante
de P2X7R de tipo silvestre.
El extremo 3'-OH de un cebador
se usa por una polimerasa para extenderse por la incorporación
sucesiva de nucleótidos. El cebador o par de cebadores de la
presente invención puede usarse, por ejemplo, en experimentos de
extensión de cebadores sobre una plantilla de ARN de acuerdo con los
métodos conocidos por el especialista en la técnica.
Preferiblemente, el cebador o par de cebadores de la presente
invención se usan para reacciones de amplificación sobre la
plantilla de ARN o la plantilla de ADN, preferiblemente ADNc o ARN
genómico. Las expresiones "plantilla de ADN" o "plantilla de
ARN" se refieren a moléculas de ADN o ARN o fragmentos de las
mismas de cualquier fuente o composición de nucleótidos, que
comprenden una secuencia de nucleótidos diana como se ha definido
anteriormente. El cebador o par de cebadores también puede usarse
para experimentos de hibridación como los conocidos en la técnica.
Preferiblemente, el cebador o par de cebadores se usan en reacciones
en cadena de la polimerasa para amplificar secuencias que
corresponden a una secuencia de la molécula de ácido nucleico de la
presente invención. Se sabe que la longitud de un cebador se obtiene
a partir de diferentes parámetros (Gillam, Gene 8 (1979),
81-97; Innis, PCR Protocols: A guide to
methods and applications, Academic Press, San Diego, USA (1990)).
Preferiblemente, el cebador sólo debe hibridar o unirse con una
región específica de una secuencia de nucleótidos diana. La
longitud de un cebador que hibrida estadísticamente sólo en una
región de una secuencia de nucleótidos diana puede calcularse por la
siguiente fórmula: (^{1}/_{4})^{x} (donde x es la
longitud del cebador). Por ejemplo, un hepta- u octanucleótido sería
suficiente para unirse estadísticamente sólo una vez en una
secuencia de 37 kb. Sin embargo, se sabe que un cebador que
corresponde exactamente a una cadena de plantilla complementaria
debe tener al menos una longitud de 9 pares de bases, de lo
contrario no podría generarse una doble cadena estable
(Goulian, Biochemistry 12 (1973), 2893-2901).
También se prevé que pueden usarse algoritmos basados en ordenador
para diseñar cebadores capaces de amplificar las moléculas de ácido
nucleico de la invención. Preferiblemente, los cebadores de la
invención tienen una longitud de al menos 10 nucleótidos, más
preferiblemente de al menos 12 nucleótidos, incluso más
preferiblemente de al menos 15 nucleótidos, de una forma
particularmente preferida de al menos 18 nucleótidos, de una forma
incluso particularmente más preferida de al menos 20 nucleótidos y
aún más preferiblemente de al menos 25 nucleótidos. Sin embargo, la
invención también puede realizarse con cebadores que sean más cortos
o más largos.
También se prevé que el cebador o par de
cebadores esté marcado. El marcador puede ser, por ejemplo, un
marcador radiactivo tal como ^{32}P, ^{33}P o ^{35}S. En una
realización preferida de la invención, el marcador es un marcador
no radiactivo, por ejemplo, digoxigenina, biotina y un colorante
fluorescente o un tinte.
En otra realización preferida, dichos cebadores
se seleccionan entre el grupo compuesto por las SEC ID Nº: 52 a
111.
En otra realización, la presente invención se
refiere a una composición de diagnóstico que comprende una molécula
de ácido nucleico, un vector, un polipéptido, un anticuerpo, un
aptámero y/o un cebador o par de cebadores de la invención para uso
en el diagnóstico de un trastorno afectivo.
El término "composición", como se usa de
acuerdo con la presente invención, se refiere a composiciones que
comprenden al menos una molécula de ácido nucleico, vector,
polipéptido, un anticuerpo y/o cebador o par de cebadores de esta
invención. Opcionalmente, puede comprender moléculas adicionales
capaces de alterar las características del componente de la
invención y de esta manera, por ejemplo, suprimir, bloquear, modular
y/o activar su función, que tienen propiedades neuroprotectoras,
nootrópicas, antidepresivas y/o protectoras de las células como se
describirá más adelante en este documento. La composición puede
estar en forma sólida, líquida o gaseosa y puede estar, entre
otras, en forma de (un) polvo(s), (un) comprimido(s),
(una) solución (soluciones) o (un) aerosol(es).
En una realización preferida, la composición de
diagnóstico de acuerdo con la invención opcionalmente comprende
además medios adecuados para su detección. Como se ha descrito
anteriormente, la presente invención se basa en el sorprendente
descubrimiento de que las mutaciones en la proteína P2X7R están
relacionadas con trastornos afectivos. De esta manera, este
conocimiento permite diagnosticar trastornos afectivos de una forma
fácil. La composición de diagnóstico comprende al menos uno de los
compuestos mencionados anteriormente de la invención. La
composición de diagnóstico puede usarse, entre otras cosas, para
métodos para determinar la presencia y/o expresión de los ácidos
nucleicos y/o polipéptidos de la invención. Esto puede realizarse
por medio de la detección, por ejemplo, de la presencia de un gen
correspondiente en el material genético de un individuo o la
presencia del ARNm correspondiente que comprende el aislamiento del
ADN o ARN a partir de una célula derivada de dicho individuo, la
puesta en contacto del ADN o ARN obtenido de esta manera con una
sonda de ácido nucleico como se ha descrito anteriormente en
condiciones de hibridación, y la detección de la presencia de ARNm
hibridados con la sonda. Como alternativa, la composición de
diagnóstico también puede usarse para detectar la presencia de una
molécula de ácido nucleico de la invención por PCR. Además, los
polipéptidos de la invención pueden detectarse por métodos
conocidos en la técnica que comprenden, entre otros, métodos
inmunológicos tales como RIA, FIA, ELISA, FACS o transferencia de
Western.
Además, la composición de diagnóstico de la
invención puede ser útil, entre otras cosas, para detectar la
prevalencia, el inicio o el progreso de una enfermedad relacionada
con la expresión de un polipéptido de la invención. Por
consiguiente, la composición de diagnóstico de la invención puede
usarse, entre otras cosas, para evaluar la prevalencia, el inicio
y/o el estado de enfermedad de trastornos afectivos, como se han
definido anteriormente en este documento. También se contempla que
la composición de diagnóstico de la invención puede ser útil para
distinguir entre las fases de una enfermedad.
La composición de diagnóstico opcionalmente
comprende medios adecuados para la detección. La(s)
molécula(s) de ácido nucleico, vector(es),
hospedador(es), anticuerpo(s), aptámero(s) y
polipéptido(s) descritos anteriormente son adecuados, por
ejemplo, para uso en inmunoensayos en los que pueden utilizarse en
fase líquida o unirse a un soporte en fase sólida. Los ejemplos de
vehículos bien conocidos incluyen vidrio, poliestireno, ion
polivinílico, polipropileno, polietileno, policarbonato, dextrano,
nylon, amilosas, celulosas naturales o modificadas, poliacrilamidas,
agarosas y magnetita. Para los fines de la invención, el soporte
puede ser de naturaleza soluble o insoluble.
Los soportes de fase sólida son conocidos por
los especialistas en la técnica y pueden comprender perlas de
poliestireno, perlas de látex, perlas magnéticas, partículas
metálicas coloidales, chips y superficies de vidrio y/o silicio,
tiras de nitrocelulosa, membrana, láminas, duracitos y las paredes
de pocillos de una bandeja de reacción, tubos de plástico u otros
tubos de ensayo. Los métodos adecuados para inmovilizar
molécula(s), vector(es), hospedador(es),
anticuerpo(s), aptámero(s), polipéptido(s),
etc. sobre las fases sólidas incluyen, pero sin limitación,
interacciones iónicas, hidrófobas, covalentes o reticulación
(química) y similares. Son ejemplos de inmunoensayos que pueden
utilizar dichos compuestos de la invención inmunoensayos
competitivos y no competitivos en un formato directo o indirecto.
Los ensayos de detección usados comúnmente pueden comprender
métodos con radioisótopos o sin radioisótopos. Son ejemplos de
dichos inmunoensayos el radioinmunoensayo (RIA), el ensayo de
sándwich (ensayo inmunométrico) y el ensayo de transferencia de
Northern o de Southern. Además, estos métodos de detección
comprenden, entre otros, IRMA (Ensayo Radioinmunométrico Inmune),
EIA (Ensayo Inmuno Enzimático), ELISA (Ensayo Inmune Asociado a
Enzimas), FIA (Ensayo Inmune Fluorescente) y CLIA (Ensayo Inmune
Quimioluminiscente). Además, los compuestos de diagnóstico de la
presente invención pueden emplearse en técnicas tales como FRET
(Transferencia de Energía de Resonancia por Fluorescencia).
Los especialistas habituales en la técnica
conocen los marcadores y métodos de marcaje apropiados. Los ejemplos
de los tipos de marcadores que pueden usarse en la presente
invención incluyen, entre otros, fluorocromos (tales como
fluoresceína, rodamina, Rojo Texas, etc.), enzimas (tales como
peroxidasa de rábano picante, \beta-galactosidasa,
fosfatasa alcalina), isótopos radiactivos (tales como 32P, 33P, 35S
o 125I), biotina, digoxigenina, metales coloidales y compuestos
quimio- o bioluminiscentes (tales como dioxetanos, luminol o
acridinio).
Se dispone de una diversidad de técnicas para
marcar biomoléculas, que son bien conocidas para el especialista en
la técnica y se consideran dentro del alcance de la presente
invención y comprenden, entre otras, acoplamiento covalente de
enzimas o grupos biotinilo, fosforilaciones, biotinilaciones, cebado
aleatorio, traducciones con muesca, adición de colas (usando
transferasas terminales). Estas técnicas, por ejemplo, se describen
en Tijssen, "Practice and theory of enzyme
inmunoassays", Burden and von Knippenburg (Eds), Volume 15
(1985); "Basic methods in molecular biology", Davis LG, Dibmer
MD, Battery Elsevier (1990); Mayer, (Eds) "Immunochemical
methods in cell and molecular biology" Academic Press, London
(1987); o en la serie "Methods in Enzymology", Academic Press,
Inc.
Los métodos de detección comprenden, pero sin
limitación, autorradiografía, microscopía de fluorescencia,
reacciones enzimáticas directas e indirectas, etc.
Dicha composición de diagnóstico puede usarse en
métodos para detectar la presencia y/o abundancia de una molécula
de ácido nucleico de la invención en una muestra biológica y/o
médica y/o para detectar la expresión de dicha molécula de ácido
nucleico (por ejemplo, determinando el ARNm o el polipéptido
expresado). Además, dicha composición de diagnóstico también puede
usarse en métodos de la presente invención, entre otras cosas, para
la detección de antagonistas o agonistas específicos para canales
iónicos de apertura por ATP P2X7R (véase en este documento más
adelante).
En una realización adicional, la presente
invención proporciona un método in vitro para diagnosticar un
trastorno afectivo o una susceptibilidad a un trastorno afectivo,
que comprende la etapa de determinar en una muestra obtenida a
partir de un individuo si la proteína P2X7R expresada en las células
de dicho individuo está infraexpresada en comparación con el nivel
de proteína P2X7R de un individuo no afectado. En este documento
también se describe un método in vitro para diagnosticar un
trastorno afectivo o una susceptibilidad al mismo determinando la
sobreexpresión, falta de funcionalidad o alteración de la apertura
por ATP de P2X7R. La expresión "sobre- o infraexpresada en
comparación con el nivel de proteína P2X7R" en el contexto de la
presente invención significa que el nivel de proteína P2X7R es
mayor o menor que el nivel de P2X7R de un individuo sano, es decir,
un individuo no afectado por un trastorno afectivo. La
sobreexpresión puede deberse, por ejemplo, a una mayor cantidad de
ARNm de P2X7R producida por velocidades de transcripción aumentadas
debido a la mayor actividad de la ARN polimerasa II. Por
consiguiente, la cantidad de ARNm puede conducir a un aumento de la
traducción y, de esta manera, a un mayor nivel de proteína P2X7R.
También es posible que una mayor cantidad de proteína P2X7R se deba
a una mayor estabilidad de la proteína. Una infraexpresión de
proteína P2X7R puede deberse a bajas velocidades de transcripción
del gen P2X7R y, de esta manera, cantidades insuficientes de ARNm de
P2X7R sólo producen una baja cantidad de proteína P2X7R. Otra razón
puede ser que la proteína P2X7R sea inestable y, de esta manera, no
esté presente en cantidades comparables al nivel de proteína de tipo
silvestre.
La infra- o sobreexpresión de proteína P2X7R
puede determinarse por métodos bien conocidos para la persona
especialista en la técnica. Éstos incluyen, pero sin limitación,
métodos para determinar la cantidad de ARNm o la cantidad y/o
actividad de la proteína. Son ejemplos análisis de Transferencia de
Northern o técnicas de base inmune, tales como Transferencia de
Western.
"No funcional" significa que la proteína
P2X7R ha perdido al menos una propiedad funcional que presenta la
proteína P2X7R de tipo silvestre como se ha descrito en este
documento anteriormente. Preferiblemente, "no funcional"
significa que la proteína P2X7R ya no funciona como canal. La no
funcionalidad puede deberse, por ejemplo, al hecho de que un alelo
que aparece en un individuo codifique una proteína P2X7R que conduce
a dímeros no funcionales (mutación dominante negativa). Si una
proteína P2X7R en un individuo es funcional o no funcional puede
determinarse por los métodos descritos en este documento
anteriormente y en los ejemplos.
La expresión "apertura por ATP alterada"
significa que la proteína P2X7R respectiva reacciona al ATP de una
forma diferente que la proteína P2X7R de tipo silvestre. Esto puede
determinarse como se describe en los ejemplos adjuntos o como se ha
descrito anteriormente en este documento.
En el contexto del diagnóstico, no sólo podría
tener valor diagnóstico la actividad de la P2X7R, sino también la
cantidad de expresión. Por ejemplo, si un polimorfismo afecta a la
estabilidad del ARN o a la eficacia de traducción, esto podría
conducir a una menor expresión de la proteína P2X7 no sólo en el
hipocampo, sino también en la sangre. Por lo tanto, se podría
especular que una menor cantidad de P2X7 detectada por transferencia
de western en células sanguíneas podría estar relacionada con una
depresión.
Otro aspecto de la presente invención es un
método para diagnosticar un trastorno afectivo o una susceptibilidad
a un trastorno afectivo que comprende la etapa de determinar en una
muestra obtenida a partir de un individuo si la secuencia del gen
P2X7R o la proteína codificada del mismo comprende una mutación como
se define en este documento en comparación con la secuencia P2X7R de
tipo silvestre.
Una realización preferida de la presente
invención es un método, donde una mutación es una mutación en la
secuencia de P2X7R como se ha definido anteriormente en este
documento y/o un reemplazo o deleción de nucleótidos seleccionados
de la siguiente Tabla C que indica en la columna "Región de
P2X7R" la región de la secuencia de nucleótidos genómica de
P2X7R en la que se produce el reemplazo o deleción, en la columna
"Nucleótido" de la Tabla C el nucleótido que se reemplaza por
otro nucleótido o los nucleótidos que se delecionan y en la columna
"Posición en tipo silvestre" de la Tabla C la posición
correspondiente en la secuencia de nucleótidos del canal iónico de
apertura por ATP de tipo silvestre P2X7R como se representa en la
SEC ID Nº: 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se ha indicado anteriormente, si el
nucleótido respectivo que se reemplaza por otro nucleótido es una
base de purina, se prefiere que se reemplace por otra base de
purina. Si es una base de pirimidina, se prefiere que se reemplace
por otra base de pirimidina. También se prefiere que una base de
purina se reemplace por una base de pirimidina y que una base de
pirimidina se reemplace por una base de purina. Lo más preferido es
que los nucleótidos indicados en la Tabla C se reemplacen por los
nucleótidos indicados en la posición respectiva de la Tabla 12
presentada más adelante (véase el Ejemplo 3).
En una realización preferida, la presente
invención se refiere a una composición de diagnóstico diseñada para
uso en un método en el que se determina la aparición de la mutación
en el gen del canal iónico de apertura por ATP P2X7R por PCR,
métodos inmunológicos y/o métodos electrofisiológicos como se
describe más adelante en este documento y en los ejemplos adjuntos.
Además, es posible determinar la aparición de una mutación en el
canal iónico de apertura por ATP P2X7R como se ha descrito
anteriormente en este documento.
También se prevé que la presente invención se
refiere a métodos in vitro para diagnosticar un trastorno
afectivo de un individuo, que comprende:
(a) aislar ADN a partir de células obtenidas de
un individuo;
(b) determinar todo o parte de la composición de
nucleótidos del gen P2X7R; y
(c) analizar dicha composición de nucleótidos de
P2X7R con respecto a la presencia de uno o más polimorfismos,
mutaciones o variaciones alélicas como se definen en este
documento.
El término "gen" significa una secuencia de
nucleótidos asociada con la producción de una proteína, incluyendo
secuencias promotoras, secuencias potenciadoras, secuencias de
intrones, secuencias de exones, regiones codificantes, región 5' no
traducida (5'UTR), región 3' no traducida (3'UTR) y variantes de
corte y empalme.
En una realización preferida del método
descrito, el individuo es un mamífero y más preferiblemente un ser
humano. Además, las células preferiblemente proceden de piel,
sangre, orina o líquido cefalorraquídeo.
El método de la presente invención permite el
diagnóstico de un trastorno afectivo de acuerdo con la composición
de un marcador genético que corresponde al gen P2X7R. Como se
demuestra por los ejemplos adjuntos, los polimorfismos en la
proteína P2X7R están asociados genéticamente con pacientes que
padecen un trastorno afectivo.
De acuerdo con esta realización de la presente
invención, el diagnóstico de un trastorno afectivo puede realizarse,
por ejemplo, aislando células de un individuo y aislando el ADN
genómico de dichas células. Estas células pueden recogerse a partir
de fluidos corporales, piel, cabello, biopsias y otras fuentes. La
colección y el análisis de las células de fluidos corporales tales
como sangre, orina y líquido cefalorraquídeo es bien conocido en la
técnica; véase, por ejemplo, Rodak, "Haematology: Clinical
Principles & Applications" segunda ed., WB Saunders Co,
2002; Brunzel, "Fundamentals of Urine and Body Fluids
Analysis", WB Saunders Co, 1994; Hemdon y Brumback (Ed.),
"Cerebrospinal Fluid", Kluwer Academic Pub., 1989. Además, en
la técnica están bien descritos métodos para el aislamiento de ADN;
véase, por ejemplo, Sambrook et al., "Molecular Cloning: A
Laboratory Manual", 3ª edición, Cold Spring Harbor Laboratory,
2001.
Una vez aislado el ADN, pueden diseñarse
diversos cebadores oligonucleotídicos que abarquen el locus de P2X7R
para amplificar el material genético por reacción en cadena de la
polimerasa (PCR). En libros de texto convencionales, pueden
encontrarse métodos convencionales para diseñar, sintetizar y
producir dichos cebadores oligonucleotídicos y realizar la
amplificación por PCR, véase, por ejemplo, Aqrawal (Ed.),
"Protocols for Oligonucleotides and Analogs: Synthesis and
Properties (Methods in Molecular Biology, 20)", Humana Press,
1993; Innis et al. (Ed.), "PCR Applications: Protocols for
Functional Genomics", Academic Press, 1999; Chen and Janes
(Ed.), "PCR Cloning Protocols: From Molecular Cloning to
Genetic", 2ª edición, Humana Press, 2002. También se proporcionan
cebadores para la detección de polimorfismos de P2X7R en, pero sin
limitación, la SEC ID Nº: 52 a la SEC ID Nº: 111. Una vez
amplificado el ADN, la estructura de nucleótidos puede analizarse
por métodos de secuenciación y compararse con el ADN de P2X7R
normal. La secuenciación puede realizarse manualmente por cualquier
biólogo molecular de experiencia habitual o por un aparato de
secuenciación automático. Estos procedimientos son comunes en la
técnica, véase, por ejemplo Adams et al. (Ed.), "Automated
DNA Sequencing and Analysis", Academic Press, 1994;
Alphey. "DNA Sequencing: From Experimental Methods to
Bioinformatics", Springer Verlag Publishing, 1997.
La detección y análisis de polimorfismos en
P2X7R también puede realizarse usando un sistema de mutación
refractario a la amplificación (ARMSTM), extensión lineal de un
sistema de mutación refractario a la amplificación (ALEXTM),
polimorfismo de conformación monocatenaria (SSCP), análisis de
heterodúplex, PCR-SSCP, SSCP fluorescente en un
secuenciador de ADN automático, electroforesis en gel en gradiente
de desnaturalización, ensayos de protección de ARNasa, detección de
mutaciones por hibridación de oligonucleótidos con especificidad de
secuencia, métodos de escisión química, métodos de escisión
enzimática de desacoplamiento, métodos de longitud de fragmentos de
escisión, hibridación de oligonucleótidos con especificidad de alelo
en chips de ADN y otros de estos métodos conocidos en la técnica,
véase, por ejemplo, Nollau et al, Clin. Chem. 43 (1997),
1114-1128; Burczak y Mardis (Ed.),
"Polymorphism Detection & Analysis Techniques", Eaton Pub
Co, 2000; Cotton et al. (Ed.), "Mutation Detection: A
Practical Approach", Irl Press, 1998; Taylor (Ed.),
"Laboratory Methods for the Detection of Mutations and
Polymorphisms in DNA", CRC Press, 1997.
La presente invención también se refiere a un
método para diagnosticas un trastorno afectivo en un individuo, que
comprende:
(a) aislar ARN a partir de células obtenidas de
un individuo;
(b) convertir el ARN en ADNc;
(c) determinar todo o parte de la composición de
nucleótidos del ADNc obtenido de esta manera; y
(c) analizar dicha composición de nucleótidos
con respecto a la presencia de uno o más polimorfismos o variación
alélica como se define en este documento.
Con respecto a las realizaciones preferidas, se
aplica lo mismo que se ha descrito anteriormente.
La detección y análisis de polimorfismos en el
ARN de P2X7R puede realizarse de acuerdo con los métodos descritos
anteriormente.
La presente invención también se refiere a un
método para diagnosticar un trastorno afectivo en un individuo, que
comprende:
(a) aislar ARN o proteínas de células obtenidas
a partir de un individuo;
(b) determinar los niveles de ARN o proteína
P2X7R;
(c) comparar los niveles de ARN o proteína P2X7R
con los niveles correspondientes de un individuo normal que no
padece un trastorno afectivo, donde la infraexpresión de dicho ARN o
proteína P2X7R indica un trastorno afectivo.
Con respecto a las realizaciones preferidas, se
aplica lo mismo que se ha descrito anteriormente.
Como se demuestra por los ejemplos adjuntos,
existe una relación entre la expresión o el nivel de proteína de
P2X7R y un trastorno afectivo. Estas y otras realizaciones de la
presente invención se le ocurrirán fácilmente a los especialistas
habituales en la técnica en vista de la descripción de este
documento.
También se describe en este documento un
polinucleótido que comprende al menos 20 bases del gen P2X7R humano
y que comprende una mutación o polimorfismo seleccionado entre
cualquiera de los siguientes:
El polimorfismo describe la posición y la
variación observada. La posición y numeración del polimorfismo
corresponde al gen P2X7R humano como se define en la SEC ID Nº: 1.
Los cebadores usados para la amplificación y secuenciación por SNP
se muestran en la Tabla 1a y se indican en la SEC ID Nº: 52 a SEC ID
Nº: 111.
Otro aspecto de la presente invención se refiere
a un kit de diagnóstico para trastornos afectivos que comprende una
sonda oligonucleotídica específica o un cebador que corresponde a
polimorfismos de P2X7R como se describe en este documento. El kit
de diagnóstico puede comprender el envase y las instrucciones
apropiadas para uso en el método de la invención. Dicho kit puede
comprender además un tampón apropiado y enzimas tales como la
transcriptasa inversa y polimerasas termoestables.
En una realización preferida de la invención, el
diagnóstico puede realizarse en un ratón, rata o ser humano. La
invención se aplica generalmente in vitro, por ejemplo,
usando células u otro material obtenido a partir de un individuo.
Sin embargo, también puede aplicarse en un individuo vivo o post
mortem.
De acuerdo con las realizaciones de la presente
invención, el diagnóstico de un trastorno afectivo puede seguirse
por la prescripción o administración de un fármaco antidepresivo. La
administración y dosificación de fármacos antidepresivos puede
variar entre los pacientes y es bien conocida en la técnica médica,
véase, por ejemplo, Benkert y Hippius, "Kompendium der
Psychiatrischen Pharmakotherapie", Springer Verlag Publishing,
2000; Albers, "Handbook of Psychiatric Drugs:
2001-2002 Edition", Current Clinical Strategies
Publishing, 2000. Los ejemplos preferidos incluyen entre 5 mg y 80
mg por día, preferiblemente 20 mg de fluoxetina; entre 5 mg y 50 mg
por día, preferiblemente 20 mg de paroxetina; entre 5 mg y 200 mg
por día, preferiblemente 50 mg de sertralina; entre 5 mg y 300 mg
por día, preferiblemente 100 mg de fluvoxamina; entre 5 mg y 100 mg
por día, preferiblemente 30 mg de mirtazapina; entre 4 mg y 50 mg,
preferiblemente 8 mg de reboxetina; entre 5 mg y 600 mg por día,
preferiblemente 200 mg de nefazodona; entre 450 mg y 1800 mg por
día, preferiblemente 900 mg de carbonato de litio.
La proteína P2X7R también es útil para controlar
la eficacia y/o dosificación de un fármaco o la probabilidad de que
un paciente responda a un fármaco. De esta manera, la presente
descripción describe un método para controlar la eficacia y/o
dosificación de un fármaco, por ejemplo, un fármaco antidepresivo,
y/o la probabilidad de que un paciente responda a dicho fármaco,
que comprende determinar el nivel de expresión y/o actividad de la
proteína P2X7R en un paciente antes y después de la administración
del fármaco respectivo. Como se presenta en los ejemplos mostrados
más adelante, el tratamiento con un fármaco antidepresivo produce
una regulación positiva en la actividad de P2X7R. En seres humanos,
la actividad de P2X7R puede controlarse por Tomografía por Emisión
de Positrones (PET) o Tomografía Computerizada por Emisión de un
solo Fotón (SPECT) usando un indicador de ligando radiomarcado para
P2X7R. Los ejemplos de ligandos de P2X7R pueden ser, pero sin
limitación, ATP, un antagonista que se une a P2X7R, un agonista que
se une a P2X7R, o un polinucleótido pequeño que comprende al menos
20 bases del gen P2X7R humano. Una modulación de la actividad P2X7R,
la distribución en la membrana o los niveles de expresión
reflejarían la actividad y potencia del fármaco antidepresivo. Los
métodos y técnicas necesarios para el análisis PET son bien
conocidos en la técnica, véase, por ejemplo, Paans y
Vaalburq, Curr. Pharmac. Design 6 (2000),
1583-1591; van Waarde. Curr. Pharmac. Design.
6 (2000), 1593-1610; Paans et al, Methods 27
(2002), 195-207; Passchier et al., Methods 27
(2002), 278-286; Laruelle et al., Methods 27
(2002), 287-299.
De acuerdo con la presente invención, por el
término "muestra" se entiende cualquier muestra biológica
obtenida a partir de un individuo, línea celular, cultivo de
tejidos u otra fuente que contenga polinucleótidos o polipéptidos o
porciones de los mismos. Cuando se indica, las muestras biológicas
incluyen fluidos corporales (tales como sangre, suero, plasma,
orina, fluido sinovial y fluido espinal) y fuentes de tejidos que se
ha observado que expresan los polinucleótidos de la presente
invención. Los métodos para obtener biopsias de tejidos y fluidos
corporales a partir de mamíferos son bien conocidos en la técnica.
Como fuente se prefiere una muestra biológica que incluye ADN
genómico, ARNm o proteínas.
Como se ha descrito en este documento
anteriormente, pueden producirse mutaciones del gen que codifica
P2X7R que afecten al nivel de ADN o al nivel del ARNm y pueden dar
como resultado una expresión alterada de P2X7R o una expresión de
canales iónicos de apertura por ATP P2X7R que muestren una función
alterada o ausencia de función en comparación con los canales
iónicos de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre descritos en
este documento. De esta manera, existen varios métodos sobre el
nivel de ADN, el nivel de ARN o el nivel de proteína para
determinar si el gen del canal iónico de apertura por ATP P2X7R
muestra una mutación como se ha descrito anteriormente en este
documento. Por consiguiente, el ARNm, ADNc, AND y AND genómico son
las moléculas de ácido nucleico preferidas a usar en los métodos
mencionados más adelante. Además, se prefieren polipéptidos o
fragmentos de los mismos si se va a determinar una mutación en la
proteína del canal iónico de apertura por ATP P2X7R como se ha
descrito en este documento.
Preferiblemente, una mutación puntual que
conduce al reemplazo de un resto aminoacídico en las posiciones
indicadas en la Tabla 1 de la secuencia de aminoácidos P2X7R de tipo
silvestre correspondiente representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 por
otro aminoácido puede determinarse por PCR. Dicha PCR se continúa
por un análisis de polimorfismo de longitud de fragmentos de
restricción (RFLP) si, debido a la mutación puntual, se genera un
sitio de reconocimiento para una endonucleasa de restricción que no
está presente en la secuencia de nucleótidos de tipo silvestre o se
crea un sitio de reconocimiento para una enzima de restricción que
no aparece en la proteína P2X7R de tipo silvestre. Más
preferiblemente, dicha mutación puede determinarse por PCR usando
cebadores y condiciones que permitan sólo una amplificación de la
secuencia de nucleótidos de tipo silvestre que codifica el
aminoácido de tipo silvestre correspondiente en la posición
respectiva, pero no de la secuencia de nucleótidos de una molécula
de ácido nucleico que codifica un resto aminoacídico diferente en la
posición correspondiente. Es incluso más preferido que la PCR se
realice para determinar una mutación usando cebadores y condiciones
que no permiten la amplificación si está presente la secuencia de
nucleótidos de tipo silvestre, pero sólo si se codifica otro resto
aminoacídico en la posición respectiva. Se prefiere particularmente
un método que usa PCR y cebadores en condiciones que permiten la
amplificación de un fragmento que comprende al menos los restos
nucleotídicos que codifican el resto aminoacídico correspondiente a
las posiciones de la SEC ID Nº: 1.
Dicha PCR se continúa, por ejemplo, por
secuenciación y/o análisis de conformación de una sola cadena
(SSCA). Dicho fragmento preferiblemente tiene una longitud de al
menos 25 nucleótidos, más preferiblemente de al menos 50
nucleótidos, e incluso más preferiblemente de al menos 75
nucleótidos, de una forma particularmente preferida de al menos 100
nucleótidos, de una manera más particularmente preferida de al menos
200 nucleótidos, de una manera también más particularmente
preferida de al menos 250 nucleótidos e incluso de una manera más
particularmente preferida de al menos 300 nucleótidos, siendo lo
más preferido particularmente una longitud de al menos 600
nucleótidos. Dichos cebadores preferiblemente tiene una longitud de
al menos 12 nucleótidos, más preferiblemente de al menos 15
nucleótidos, incluso más preferiblemente de al menos 18 nucleótidos
y aún más preferiblemente de al menos 21 nucleótidos como se
representa en las SEC ID Nº: 52 a 111. La temperatura para hibridar
dichos cebadores preferiblemente es de al menos 50ºC, más
preferiblemente de al menos 55ºC y aún más preferiblemente de al
menos 58ºC. La temperatura para la desnaturalización preferiblemente
es de al menos 95ºC durante preferiblemente al menos 10 segundos,
más preferiblemente al menos 20 segundos, incluso más
preferiblemente al menos 30 segundos y aún más preferiblemente al
menos 60 segundos. Sin embargo, dependiendo de la longitud y el
contenido de G-C de la secuencia de ácido nucleico
a amplificar, la temperatura para la desnaturalización puede ser más
corta o más larga. La temperatura para la extensión de los
cebadores hibridados preferiblemente es de al menos 10 segundos,
más preferiblemente de al menos 20 segundos, incluso más
preferiblemente de al menos 30 segundos y aún más preferiblemente
de al menos 60 segundos. En los ejemplos presentados más adelante se
ejemplifica una reacción de PCR que comprende las condiciones
mencionadas anteriormente. La posterior secuenciación y/o SSCA se
realiza como se conoce en la técnica. Preferiblemente, los
fragmentos de PCR se separan en un gel de poliacrilamida al 10% a
4ºC, pero también se prefiere la temperatura ambiente. Los
fragmentos de PCR que muestran un desplazamiento de banda SSCA se
amplifican con los cebadores en las condiciones mencionadas
anteriormente y posteriormente se secuencian. Como alternativa,
también es posible secuenciar directamente el ADN genómico para
determinar si se ha producido una mutación en el gen CLCN2. En
Horecka, Yeast 16 (2000), 967-970 se
demuestra una estrategia de secuenciación genómica directa, por
ejemplo, para la levadura de panadería.
Preferiblemente, una deleción se determina
usando técnicas de hibridación conocidas en la técnica. En
particular, se diseña un cebador como se ha mencionado en este
documento anteriormente que sea capaz de hibridar únicamente con el
ADN genómico de tipo silvestre como se representa en la SEC ID Nº: 1
pero no con una secuencia de nucleótidos que comprende una deleción
de un fragmento entre los nucleótidos 54562 y 54582 de la SEC ID Nº:
1. También se prefiere el método de hibridación fluorescente in
situ (FISH) para determinar en cromosomas enteros, en
particular en el cromosoma 12q23-q24, que dicho
cromosoma tiene la deleción mencionada anteriormente. Es incluso
más preferido que una deleción de restos nucleotídicos como se ha
descrito en este documento pueda determinarse usando PCR, donde un
cebador de un par de cebadores se localiza dentro de la región de
ADN genómico que comprende dicha deleción. Preferiblemente, dicha
deleción está entre las posiciones de nucleótidos 54562 y 54582 como
se representa en la SEC ID Nº: 1. De esta manera, en las
condiciones apropiadas no se obtendrá ningún fragmento de PCR si el
ADN genómico comprende dicha deleción. Se prefiere particularmente
realizar una PCR que use cebadores que están localizados cadena
arriba o cadena abajo de la deleción para determinar dicha deleción.
En condiciones apropiadas como se ha mencionado anteriormente en
este documento, se amplificará tanto un fragmento de ADN genómico
de la secuencia de nucleótidos de tipo silvestre indicada en la SEC
ID Nº: 1 como un fragmento de la secuencia de nucleótidos que
comprende una deleción preferiblemente de los nucleótidos entre las
posiciones 54562 y 54582 representadas en la SEC ID Nº: 1.
También es posible determinar las mutaciones de
P2X7R descritas anteriormente sobre el nivel de proteína. Algunas
de las mutaciones descritas anteriormente conducen a versiones
acortadas de la proteína P2X7R. De esta manera, es concebible
determinar la aparición de estas mutaciones determinando la longitud
o peso molecular de la proteína P2X7R expresada en un individuo,
por ejemplo, por SDS PAGE.
También es posible determinar las mutaciones del
canal de apertura por ATP P2X7R como se describe en este documento
usando los anticuerpos de la presente invención. Dichos anticuerpos
específicos por dichas mutaciones de proteínas P2X7R se
determinarán por técnicas de ensayo tales como radioinmunoensayos,
ensayos de unión competitiva, análisis de transferencia de Western
y ensayo ELISA. También se prefieren métodos
inmunohistológicos
clásicos.
clásicos.
El descubrimiento, descrito en la presente
invención, de que ciertas mutaciones en el gen que codifica P2X7R
y/o la proteína correspondiente están relacionados con un trastorno
afectivo indica que la ausencia de función o la disfunción de la
proteína P2X7R es responsable de diversas formas de trastornos
afectivos. De esta manera, el descubrimiento de estas mutaciones no
sólo permite el diagnóstico de trastornos afectivos determinando si
las mutaciones descritas anteriormente se producen en un individuo.
También permite desarrollar un tratamiento de trastornos afectivos
que se han diagnosticado como el resultado de una mutación en el gen
codificante de P2X7R. Dicho tratamiento puede comprender, por
ejemplo, la introducción de una molécula de ácido nucleico que
codifica una proteína P2X7R no funcional o funcional de tipo
silvestre restaurando de esta manera en dicho individuo la
actividad P2X7R o la activación o represión de (un) gen(es)
P2X7R in vivo. La expresión "activación o represión" en
este contexto significa que la expresión del gen está potenciada
(activación) o reducida (represión). Un aumento de la expresión
puede conseguirse, por ejemplo, aumentando la eficacia del inicio de
la transcripción, por ejemplo, usando compuestos adecuados que
tienen un efecto activador sobre la transcripción. Como alternativa,
puede conseguirse una potenciación reemplazando el promotor natural
por un promotor más eficaz.
Una represión puede conseguirse suprimiendo la
expresión del gen, por ejemplo, suprimiendo específicamente la
transcripción del promotor respectivo por compuestos adecuados o
haciendo que el promotor sea menos eficaz o no funcional.
En una realización más preferida, los métodos o
usos descritos en este documento se prevén para tratar trastornos
afectivos seleccionados del grupo compuesto por depresión mayor,
trastorno de ansiedad generalizada o trastorno bipolar.
En una realización particularmente preferida,
dicha depresión mayor se selecciona entre el grupo compuesto por
depresión mayor, distimia, depresión atípica, trastorno disfórico
premenstrual y trastorno afectivo estacional.
En otra realización particularmente preferida,
dicho trastorno de ansiedad generalizada se selecciona entre el
grupo compuesto por trastorno de pánico, fobias, agorafobia, fobia
social, fobia específica, trastorno obsesivo compulsivo, trastorno
de estrés postraumático, trastorno de ansiedad de separación, manía,
hipomanía y trastorno ciclotímico.
Otra realización particularmente preferida es
que dicho trastorno bipolar es el trastorno bipolar de tipo I o el
trastorno bipolar de tipo II.
Además, la presente invención se refiere a un
kit que comprende la molécula de ácido nucleico, el vector, el
hospedador, el polipéptido, el anticuerpo o el aptámero, el cebador
o un par de cebadores de la invención o la molécula identificada o
caracterizada en un método como se describe más adelante en la
presente invención.
Ventajosamente, el kit de la presente invención
comprende además, opcionalmente (un) tampón (tampones) de reacción,
soluciones de almacenamiento y/o los demás reactivos o materiales
necesarios para realizar ensayos científicos o de diagnóstico o
similares. Además, partes del kit de la invención pueden envasarse
individualmente en viales o frascos o en combinación en recipientes
o unidades de múltiples recipientes.
El kit de la presente invención puede usarse
ventajosamente, entre otras cosas, para realizar el método para
producir un polipéptido de la invención, el método o métodos de
identificación y/o caracterización de moléculas que interaccionan
específicamente con canales iónicos de apertura por ATP P2X7R como
se describe en este documento más adelante, y podría emplearse en
una diversidad de aplicaciones mencionadas en este documento, por
ejemplo, como kits de diagnóstico, como herramientas de
investigación o herramientas terapéuticas. Además, el kit de la
invención puede contener medios para detección adecuados para fines
científicos, médicos y/o de diagnóstico. La fabricación de los kits
preferiblemente sigue procedimientos convencionales que son
conocidos para la persona especialista en la técnica.
Las figuras indican:
Figura 1a. Mapa genómico de la región del
cromosoma 12 humano asociada con el trastorno afectivo bipolar. Se
representan los genes encontrados entre los marcadores NBG11 y
NBG2.
Figura 1b. Ilustración gráfica del análisis
multipuntual usando ASPEX en pares de hermanos independientes.
Figura 1c. Gráfico que ilustra el análisis
multipuntual usando ASPEX en todos los pares de hermanos.
Figura 1d. Gráfico que ilustra el programa ASPEX
sib_phase considerando solo pares de hermanos independientes.
Figura 1e. Gráfico que ilustra el programa ASPEX
sib_phase considerando todos los pares de hermanos.
Figura 1f. Efecto del polimorfismo P2XR7v13A
sobre niveles basales de cortisol antes y después de la
administración de dexametasona (ensayo DST). Los individuos se
sometieron al ensayo en los diez días siguientes a la admisión. Los
individuos con los genotipos AG y GG tienen niveles de cortisol
significativamente menores antes y después de la administración de
dexametasona.
Figura 1g. Efecto del polimorfismo P2XR7v13A
sobre la respuesta de cortisol durante el ensayo Dex/CRH. Los
individuos se sometieron al ensayo en los diez días posteriores a la
admisión (es decir, en el periodo de admisión) y por último diez
días después del alta (es decir, en el periodo de alta). Los
individuos con el genotipo GG tienen menores niveles de cortisol en
respuesta al ensayo Dex/CRH en el periodo de admisión y en el
periodo de alta. Estos resultados indican un eje HPA normal.
Figura 1h. Efecto del polimorfismo de P2XR7v13A
sobre la respuesta de ACTH durante el ensayo Dex/CRH. Los individuos
se sometieron al ensayo en los diez días posteriores a la admisión
(es decir, en el periodo de admisión) y por último diez días después
del alta (es decir, en el periodo de alta). Los individuos con el
genotipo GG tienen menores niveles de ACTH en respuesta al ensayo
Dex/CRH, en el periodo de admisión y en el periodo de alta. Estos
resultados indican un eje HPA anormal.
Figura 1i. Duración del tratamiento
antidepresivo hasta la remisión. La depresión se diagnostica de
acuerdo con la Escala de Evaluación de Depresión de Hamilton
(HAM-D; Hamilton, Br. J. Soc. Clin. Psychol. 6
(1967) 278-296). Una puntuación
HAM-D de 10 o menor se considera remisión de los
síntomas depresivos.
Figura 1j. Efecto del polimorfismo de P2XR7v13C
sobre los niveles basales de cortisol antes y después de la
administración de dexametasona (ensayo DST). Los individuos se
sometieron al ensayo en los diez días posteriores a la admisión. Los
individuos con los genotipos CC tienen niveles de cortisol elevados
después de la administración de dexametasona.
Figura 1k. Efecto del polimorfismo P2XR7v13C
sobre la respuesta de cortisol durante el ensayo Dex/CRH. Los
individuos se sometieron al ensayo en los diez días posteriores a la
admisión (es decir, en el periodo de admisión) y por último diez
días después del alta (es decir, en el periodo de alta). Los
individuos con el genotipo AC o CC tienen niveles de cortisol
elevados en respuesta el ensayo Dex/CRH en el periodo de admisión,
indicando un eje HPA anormal.
Figura 1l. Efecto del polimorfismo de P2XR7v13C
sobre la respuesta de ACTH durante el ensayo Dex/CRH. Los individuos
se sometieron al ensayo en los diez días posteriores a la admisión
(es decir, en el periodo de admisión) y por último diez días después
del alta (es decir, en el periodo de alta). Los individuos con el
genotipo CC tienen menores niveles de ACTH en respuesta al ensayo
Dex/CRH, en el periodo de admisión y en el periodo de alta. Estos
resultados indican un eje HPA anormal.
Figura 2. Análisis RT-PCR de la
secuencia codificante completa de P2X7R en diferentes tejidos.
Figura 3. Expresión de P2X7R en el bulbo
olfativo, hipotálamo y células ependimales en el cerebro de un ratón
sin estrés. 100 aumentos.
Figura 4. Expresión de P2X7R en el
hipocampo/giro dentado y órgano subcomisural en el cerebro de un
ratón sin estrés. 100 aumentos.
Figura 5. Comportamiento de flotación en el
ensayo de natación forzada. El comportamiento de afrontamiento
pasivo de estrés se redujo después de un tratamiento a largo plazo
con el antidepresivo paroxetina (Par28: tratado con paroxetina
durante 28 días, per os). Basal n = 8; vehículo n = 8; Par28 n =
8.
Figura 6. Análisis comparativo de expresión de
P2X7R en el bulbo olfativo de ratones sin estrés tratados con
vehículo y tratados con antidepresivo. 100 aumentos.
Figura 7. Análisis comparativo de expresión de
P2X7R en el hipotálamo de ratones sin estrés, tratados con vehículo
y tratados con antidepresivo. 100 aumentos.
Figura 8. Análisis comparativo de expresión de
P2X7R en células ependimales de ratones sin estrés tratados con
vehículo y tratados con antidepresivo. 100 aumentos.
Figura 9. Análisis comparativo de expresión de
P2X7R en el hipocampo de ratones sin estrés tratados con vehículo y
tratados con antidepresivo. 25 aumentos.
Figura 10. Expresión de P2X7R en el hipocampo de
un ratón tratado con vehículo. 25 aumentos.
Figura 11. Expresión de P2X7R en el hipocampo de
un ratón tratado con el antidepresivo paroxetina. 25 aumentos.
Figura 12. Expresión detallada de P2X7R en el
giro dentado de un ratón tratado con el antidepresivo paroxetina.
400 aumentos.
Figura 13. Análisis comparativo de expresión de
P2X7R y células apoptóticas en el hipocampo de un ratón tratado con
el antidepresivo paroxetina. 100 aumentos.
Figura 14. Comportamiento de flotación en el
ensayo de natación forzada. El comportamiento de afrontamiento
pasivo de estrés aumentó después de la inyección intrahipocampal
aguda (bilateral, giro dentado) de ARNsi dirigido a P2X7R. Vehículo
n = 7; ARN de control n = 10; ARNsi de P2X7R n = 9.
Figura 15. Análisis comparativo de expresión de
P2X7R en el hipocampo de ratones tratados con vehículo, ARN de
control y de ARNsi dirigido a P2X7R. 100 aumentos fila superior, 25
aumentos fila inferior.
Figura 16a, b, c, d, e. Tres variantes de corte
y empalme producidas por polimorfismos en los intrones de P2X7R.
Figura 17. Expresión de P2X7R en líneas de
células de hipocampo inmortalizadas.
Figura 18. Aumento de la entrada de calcio en
células de hipocampo tratadas con un compuesto agonista de P2X7R
(BzATP).
Figura 19a, b. Entrada de colorante bromuro de
etidio en células del hipocampo (a) tratadas con compuesto agonista
de P2X7R (BzATP) o (b) pretratadas con un compuesto antagonista de
P2X7R.
Figura 19c. Acción agonista de BzATP y tenidap
sobre la actividad de P2X7R. Se midió la actividad del canal de
calcio de P2X7R humano en condiciones basales durante 4 segundos a
10 segundos. A. Control negativo que consistía en células cargadas
con Fluo-4-AM 10 \muM sin
tratamiento adicional. B. Células tratadas con BzATP 20 \muM
después de cuatro segundos de medición basal. C. Células tratadas
con tenidap 50 \muM después de cuatro segundos de medición
basal.
Figura 20. Efecto de inyección intrahipocampal
de un compuesto agonista de P2X7R (BzATP) sobre el comportamiento en
el ensayo de natación forzada.
Figura 21. Ensayo de campo abierto que mide la
actividad locomotora de ratones tratados con un compuesto agonista
de P2X7R (BzATP).
Figura 22. Análisis comparativo de células
apoptóticas en el hipocampo de un ratón tratado con solución de
vehículo de control o compuesto agonista de P2X7R (BzATP).
Figura 23. Efecto de inyección intrahipocampal
del antagonista de P2X7R KN-62 y oATP sobre el
comportamiento durante el ensayo de natación forzada.
Figura 24. Ensayo de campo abierto que mide la
actividad locomotora de ratones tratados con el antagonista de P2X7R
KN-62 y oATP.
Puede obtenerse una mejor comprensión de la
presente invención y de sus muchas ventajas a partir de los
siguientes ejemplos, ofrecidos sólo con fines ilustrativos y que no
pretenden limitar el alcance de la presente invención de forma
alguna.
En el análisis de asociación se usaron 41
familias de diferentes tamaños que contenían un total de 485
individuos muestreados de la región de Saguenay/Lac
St-Jean. Los individuos se distribuyeron de acuerdo
con su diagnóstico como se indica a continuación: 105 individuos
afectados con Trastorno Bipolar de tipo I (BPI) o trastorno bipolar
de tipo esquizoafectivo; 42 individuos con Trastorno Bipolar de tipo
II (BPII) diagnosticado; 54 individuos con depresión mayor
recurrente; y 57 individuos con depresión mayor de un solo episodio.
Los 227 individuos restantes no estaban afectados y eran normales.
Para el cálculo, se usó la siguiente clasificación: los individuos
a los que se les había diagnosticado BPI, trastorno esquizoafectivo,
tipo bipolar, BPII y depresión mayor recurrente se consideraron
afectados (n = 201); los individuos con un solo episodio de
depresión mayor se clasificaron como fenotipo desconocido (n = 57);
y todos los demás diagnósticos como no afectados (n = 227).
Se recogieron muestras de sangre de cada
individuo en tubos Vacutainer K3 EDTA de 10 ml
(Becton-Dickinson) y se aisló ADN genómico por el
kit de aislamiento de ADN Puregene (Gentra Systems). Se vertió
sangre en un tubo cónico de 50 ml y se diluyó con cuatro volúmenes
de Solución de Lisis de Glóbulos Rojos. Después de una incubación
de 10 minutos a temperatura ambiente, el tubo se centrifugó durante
10 minutos a 2.000 g y el sobrenadante se retiró dejando el
sedimento celular y 200-400 \mul del líquido
residual. Las células se resuspendieron sometiendo el tubo a
agitación vorticial y se añadieron 9 ml de Solución de Lisis de
Células moviendo la pipeta verticalmente. Se añadieron 40 \mul de
Solución de RNAsa A (20 mg/ml) y la muestra se mezcló invirtiendo
el tubo varias veces. La muestra se incubó a 37ºC durante 15 minutos
y se enfrió a temperatura ambiente. Se añadieron 3 ml de Solución
de Precipitación de Proteínas al lisado celular. El tubo se sometió
a agitación vorticial vigorosamente durante 30 segundos y se
centrifugó a 2.000 g durante 10 minutos. El sobrenadante se vertió
en un nuevo tubo que contenía 9 ml de isopropanol al 100%. La
muestra se mezcló por inversión suave varias veces. El tubo se
centrifugó a 2.000 g durante 5 minutos. El sedimento blanco de ADN
se lavó con 10 ml de etanol al 70% y el tubo se centrifugó a 2.000
g durante 3 minutos. Se retiró el etanol por vertido y se dejó que
el sedimento se secara parcialmente al aire. El ADN se solubilizó en
500 \mul de Solución de Hidratación de ADN. La concentración
final se ajustó a 300-400 \mug/ml.
Para la genotipificación de marcadores
microsatélites se usó un método basado en fluorescencia. En resumen,
la región que incluía cada secuencia repetida se amplificó por PCR
usando un cebador no marcado y un cebador marcado con fluorescente
(Applied biosystems inc, CA, USA). Los colorantes asociados con el
marcador y la longitud del producto de PCR correspondiente se
indican en la tabla 2. La reacción de PCR se realizó usando 10 ng
de muestra de ADN, 0,2 unidades de ADN polimerasa Taq platinum
(Invitrogene, CA, USA), Tris-Cl 20 mM (pH 8,4), KCl
50 mM, MgCl_{2} 1,5 mM, una concentración 100 \muM de dNTP y una
concentración 1,5 \muM de cada cebador en un volumen final de 7
\mul. Las muestras se incubaron a 95ºC durante 3 minutos para
activar la Taq platinum ADN polimerasa, y después se realizaron 10
ciclos de amplificación por PCR como se indica a continuación: 95ºC
durante 15 segundos; 58ºC durante 15 segundos; 72ºC durante 30
segundos; después de esto se realizaron 15 ciclos como se indica a
continuación: 89ºC durante 15 segundos; 58ºC durante 15 segundos; y
72ºC durante 10 segundos. Finalmente, las muestras se incubaron a
72ºC durante 30 minutos. Después de la amplificación por PCR, las
muestras se reunieron de acuerdo con su cebador marcado con
colorante y su longitud de producto de PCR (conjunto de cuatro
muestras). La muestra reunida se separó en un analizador de ADN ABI
3100 (Applied Biosystems inc, CA, USA). Los datos resultantes se
analizaron usando Genemapper2 (Applied Biosystems inc, CA, USA), y
se recopilaron en una base de datos 4D (ACIUS) diseñada en un
entorno Macintosh como se ha descrito previamente (Morissette et
al., Am. J. Med. Genet. (Neuropsychiatr. Genet.) 88 (1999),
567-587).
En la tabla 2 se muestran marcadores usados en
el siguiente análisis de asociación. La fracción de recombinación
(q) entre sucesivos marcadores se calculó de acuerdo con las
familias analizadas.
- Se usó la función del mapa de Haldane para la
distancia acumulativa en cMorgans.
Para el análisis paramétrico bipuntual, se usó
el análisis de puntuación MOD donde se maximizó la puntuación LOD
paramétrica sobre modelos genéticos.
Los siguientes resultados se obtuvieron bajo un
análisis de puntuación MOD para modelos recesivos.
Se realizaron estudios de puntuación LOD sin
modelo usando ANALYZE, sib_phase del paquete ASPEX V1.85 (David
Hinds y Neil Risch 1999; ftp://lahmed.stanford.edu/pub/aspex,
véase también http://watson.hgen.pitt.edu./docs/
usage.html) y SIMWALK2 (Sobel y Lange, Am J Hum Genet
58 (1996), 1323-1337) para analizar los alelos
compartidos entre pares de hermanos afectados. El programa ANALYZE
pondera las familias de acuerdo con su tamaño. El programa ASPEX
sib_phase usa frecuencias de alelos para reconstruir la información
que falta y se adapta para series de datos en las que faltan los
padres, pero pueden usarse niños tipificados adicionales para
reconstruir e indicar la fase de los padres. SimWalk2 es una
aplicación informática de genética estadística para el haplotipo,
asociación paramétrica, asociación no paramétrica (NPL), identidad
por descendencia (IBD) y análisis de tipificación errónea en
cualquier tamaño de genealogía. SimWalk2 usa la cadena de Markov
Monte Carlo (MCMC) y simuló algoritmos de hibridación para realizar
estos análisis multipuntuales.
ASPEX sib-phase se usó con dos
estrategias computacionales: En primer lugar, usando pares de
hermanos estrictamente independientes; y en segundo lugar usando
todas las combinaciones de pares de hermanos afectados. Se realizó
ASPEX para cálculos bipuntuales y multipuntuales.
Los resultados bi-puntuales
observados con ANALYZE y ASPEX se muestran en la Tabla 4.
SIMWALK2 calculó cuatro parámetros estadísticos
diferentes basándose en árboles de descendencia. Estos parámetros
estadísticos miden el grado de agrupamiento entre los alelos
marcadores que descienden de los fundadores.
El parámetro estadístico A es el número de
diferentes alelos fundadores que aportan alelos al individuo
afectado y es el más potente para detectar la asociación a un rasgo
recesivo. El parámetro estadístico B es el número máximo de alelos
entre los descendientes afectados de cualquiera de los alelos
fundadores y es el más potente para detectar la asociación con un
rasgo dominante. El parámetro estadístico C es la "entropía" de
los alelos marcadores entre los individuos afectados. El parámetro
estadístico D es el grado de alelos compartidos entre todos los
pares afectados medido por su coeficiente de parentesco IBD. Los
parámetros estadísticos C y D son parámetros estadísticos más
generales que indican si algunos alelos fundadores están demasiado
representados entre los afectados.
La tabla 5 muestra los resultados observados por
SIMWALK2. Los autores indican que los valores p deben ser
generalmente conservativos. Se expresan como -Log(valores de
p). Para la correspondencia, -Log(0,05) = 1,30,
-Log(0,01) = 2, -Log(0,001) = 3 etc.
Resultado multipuntual observado con ASPEX
cuando solo se usaron pares de hermanos independientes (Figura 1b).
El valor máximo de la puntuación LOD se observó a NBG11.
Resultado multipuntual observado con ASPEX
cuando se consideraron todos los pares de hermanos (Figura 1c). El
valor máximo de puntuación LOD se observó a NBG11, pero apareció un
segundo pico a NBG4 y NBG3.
Los valores de puntuación LOD bipuntuales y
multipuntuales calculados por ASPEX fueron similares. El segundo
pico, observado cuando se usan todos los pares de hermanos, pueden
explicarse por la presencia de un individuo afectado recombinante,
con muchos hermanos afectados, que comparten la región cromosómica
telomérica a NBG12. Este tipo de individuos tiene un gran impacto
sobre los valores de puntuación LOD cuando se usan todos los pares
de hermanos en lugar de un par de hermanos. Esta situación se
observó en dos familias.
Posteriormente se realizaron análisis de
estratos. Aunque HOMOG no detectó pruebas de heterogeneidad, se
construyó un ensayo de homogeneidad basándose en los alelos
compartidos encontrados en regiones cromosómicas seleccionadas.
Para este análisis sólo se usaron 20 de las 41 familias, ya que las
otras no se genotipificaron en todas estas regiones. Para cada
marcador dentro de las regiones seleccionadas, la proporción de
alelos compartidos IBD por pares de hermanos afectados se estimó
con ASPEX (sib_phase). Para cada región retenida, la proporción de
alelos compartidos se usó como variable para un Análisis de
Componentes Principales y el primer componente principal como un
índice de asociación. Se realizó un análisis de correlación sobre
estos índices para detectar heterogeneidad (correlación < 0) o
epistasis (correlación > 0). Se usó un algoritmo de Fisher para
clasificar dos grupos de familias como asociadas o no asociadas a
un locus particular. Se observó una correlación negativa entre la
región del cromosoma 12 y el área del cromosoma 15 (r = -0,51; p =
0,023). Un análisis de agrupamientos sugirió que 11 familias de 20
estaban asociadas al cromosoma 12. Esta submuestra se denominó
estrato.
Este estrato incluía 11 familias (266 individuos
muestreados) que incluyen 52 casos de BPI o trastorno
esquizoafectivo tipo bipolar, 20 casos de BPII y 28 casos de
depresión mayor recurrente.
En modelos recesivos se obtuvieron los
siguientes valores de puntuación MOD ilustrados en la Tabla 6.
En la Tabla 7 se muestran los resultados de
puntuaciones LOD sin modelo obtenidas con ANALYZE y ASPEX aplicados
a los estratos.
En la Tabla 8 se ilustran resultados sin modelo
observados con SIMWALK2.
En las Figuras 1d y 1e se muestran los
resultados multipuntuales en los estratos con ASPEX sib_phase
considerando sólo pares de hermanos independientes (Figura 1b) o
todos los pares de hermanos (Figura 1c). Como se ha indicado
previamente, apareció un segundo pico cuando se observaron todos los
pares de hermanos.
Se calculó un intervalo de confianza. Se usó
GENEFINDER (Liang et al., Am. J. Hum. Genet. 66 (2000),
1631-1641) para estimar la localización del gen de
susceptibilidad (por ejemplo t). El método se basa en la IBD
(Identidad por Descendencia) compartida de pares de hermanos
afectados para múltiples marcadores. Para el objetivo de nuestro
análisis, las genealogías se dividieron en familias. Se usaron 56
familias nucleares y 183 pares de hermanos. Liang KY, Huang CY,
Beaty TH (2000) A unified sampling approach for multipoint analysis
of qualitative and quantitative traits in sib pairs. Am J Hum Genet
66: 1631-1641.
Los resultados de GENEFINDER indican la
localización de un gen de susceptibilidad para trastornos afectivos
a 3,19 \pm 0,446 cM telomérico con respecto al marcador D12S1721
(D12S1721 está localizado aprox. a 136,82 cM en el mapa del
cromosoma 12 de Marshfield promediado por sexo).
I.C. 95%: [2,32, 4,06];
I.C. 99%: [2,03, 4,35]
I.C. 99,9%: [1,71, 4,67]
A partir de los estratos, se obtuvieron 24
núcleos y 107 pares de hermanos, y la localización del gen de
susceptibilidad se estimó a 3,07 \pm 0,57 (véase el mapa
anterior). Se obtuvieron los siguientes intervalos de confianza
(I.C.):
I.C. 95%: [1,95, 4,19];
I.C. 99%: [1,59, 4,55]
I.C. 99,9%: [1,18, 4,96]
Se realizó un estudio de asociación usando los
marcadores microsatélites NBG con CLUMP (Sham & Curtis.
Ann. Hum. Genet. 59 (1995), 97-105). Las muestras
se distribuyeron como se indica a continuación: 83 hombres/caso;
124 mujeres/caso; 95 hombres/control; y 101 mujeres/control. Se
usaron mil simulaciones para estimar los valores de p. Los
resultados observados se resumen en la Tabla 9.
\vskip1.000000\baselineskip
El parámetro estadístico T1 es el parámetro
estadístico chi-cuadrado habitual en la tabla de
contingencia de partida.
El parámetro estadístico T2 es el parámetro
estadístico chi-cuadrado habitual aplicado en la
tabla de contingencia obtenida después de colapsar las columnas con
los valores esperados pequeños conjuntamente.
El parámetro estadístico T3 es el parámetro
estadístico chi-cuadrado de mayor tamaño conseguido
comparando una columna de la tabla original con el total de las
otras columnas.
El parámetro estadístico T4 es el parámetro
estadístico chi-cuadrado de mayor tamaño conseguido
comparando cualquier combinación de alelos con el resto.
Sólo el marcador NBG12 dio una asociación
significativa al nivel de 1%. Para los otros marcadores, no hubo
ningún alelo individual que pareciera asociado con el trastorno
bipolar. Parece ser que ningún alelo fundador se representaba
demasiado entre los afectados. No hay ningún resultado significativo
para la asociación de genotipos con los marcadores NBG.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron estudios de asociación
adicionales basados en marcadores microsatélites usando CLUMP sobre
muestras que contenían individuos adicionales de control y de casos.
Se usaron mil simulaciones para estimar los valores de p.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
La hipótesis HWE se cumplió al nivel de 5% para
cada marcador microsatélite después de la aplicación de las
correcciones de Bonferroni conservativas para el ensayo múltiple
(Bland & Altman, Brit. J. Med. 310 (1995) 170). La Tabla
9a indica los valores de p empíricos observados con CLUMP para los
análisis de asociación de alelos y genotipos. Se observaron valores
de p empíricos menores de 0,005 en el marcador NBG12 para los
parámetros estadísticos T1 y T3 según el análisis de asociación
alélica. El parámetro estadístico T1 sugería asociación alélica
entre trastornos afectivos bipolares y NBG6 (valor de p empírico =
0,008). Además, se observó un valor de p empírico muy poco
significativo de 0,023 en el marcador más distal D12S2075.
En conclusión, los resultados multipuntual
paramétricos y sin modelo sugieren investigar los genes localizados
entre D12S1619 y D12S1666. Además, de acuerdo con los resultados de
GENEFINDER, deben considerarse los genes situados centroméricos a
NBG9 para los análisis de asociación y de desequilibrio de
ligamiento. Además, se observó una asociación positiva con el
marcador NBG6, que está localizado en el intrón 9 del gen P2X7R.
La predicción más conservativa de la región
asociada con la enfermedad se incluye entre los marcadores NBG11 y
NBG2 (véase la Figura 1a). Esta región se delimitó de acuerdo con el
análisis de ligamiento y asociación descrito en el Ejemplo 1,
usando marcadores Genethon y marcadores NBG. La longitud aproximada
de esta región es 5,2 Mb. En esta región se incluyeron dos huecos
importantes (entre FLJ10701 y FLJ32372, y entre FLJ1466 y MONDOA).
En este área se indicaron al menos 73 genes, siendo 48 genes
conocidos y 25 desconocidos pero asociados con el ARNm y/o los
agrupamientos EST basados en el último ensamblaje del genoma
disponible en UCSC (noviembre de 2002). No se han indicado los
genes previstos. Sin embargo, la estimación de CI 99% (intervalo de
confianza) usando GENEFINDER ha limitado la región más interesante
entre los marcadores D12S1666 y NBG9. Esta región genómica cubre
1,6 Mb e incluye al menos 28 genes, y no tiene ningún hueco
importante. De esta manera, se usó el término región de fBAD
(Trastornos Afectivos Bipolares familiares) para describir el
segmento genómico entre D12S1666 y NBG9. Los genes encontrados
dentro de esta región incluyen CaMKK2, CABP, P2X7, P2X4, PIN, PLA2,
G1B, CIT, PXN, Rab35 y APC5. Sin embargo, dada la presente técnica,
no habría sido evidente para un especialista en la técnica
seleccionar P2X7R como gen asociado con enfermedades afectivas.
Serían obvios otros genes distintos de los indicados
anteriormente.
Por ejemplo, el gen CaMKK2 (también conocido
como proteína quinasa quinasa beta dependiente de
Ca^{2+}/Calmo-
dulina o CaMKKb) es una proteína quinasa de serina/treonina implicada en rutas de señalización dependientes de Ca^{2+}. CaMKK2 puede activar in vitro las quinasas corriente abajo CaMKIV y CaMKI, que modulan la transcripción de genes a través de la fosforilación de factores de transcripción (por ejemplo, CREB, SRF, MEF2; Corcoran y Means, J. Biol. Chem. 276 (2001), 2975-2978; Soderling, Trends Biochem. Sci. 24 (1999), 232-236). Su papel en la cascada de Ca^{2+} no es crítico. Algunos estudios sugieren que las CaMK podrían activarse sin la fosforilación de las CaMKK (Matsushita y Naim, J. Biol. Chem. 274 (1998), 10086-10093). Sin embargo, la etapa de fosforilación de CaMKK contribuiría a la amplificación de la señal de Ca^{2+}, ya que CaMKK es más sensible a la activación por Ca^{2+}/Calmodulina, y por lo tanto CaMKK sería un mediador importante cuando los niveles de Ca^{2+} intracelular son bajos (Anderson et al., J. Biol. Chem. 273 (1998), 31880-31889).
dulina o CaMKKb) es una proteína quinasa de serina/treonina implicada en rutas de señalización dependientes de Ca^{2+}. CaMKK2 puede activar in vitro las quinasas corriente abajo CaMKIV y CaMKI, que modulan la transcripción de genes a través de la fosforilación de factores de transcripción (por ejemplo, CREB, SRF, MEF2; Corcoran y Means, J. Biol. Chem. 276 (2001), 2975-2978; Soderling, Trends Biochem. Sci. 24 (1999), 232-236). Su papel en la cascada de Ca^{2+} no es crítico. Algunos estudios sugieren que las CaMK podrían activarse sin la fosforilación de las CaMKK (Matsushita y Naim, J. Biol. Chem. 274 (1998), 10086-10093). Sin embargo, la etapa de fosforilación de CaMKK contribuiría a la amplificación de la señal de Ca^{2+}, ya que CaMKK es más sensible a la activación por Ca^{2+}/Calmodulina, y por lo tanto CaMKK sería un mediador importante cuando los niveles de Ca^{2+} intracelular son bajos (Anderson et al., J. Biol. Chem. 273 (1998), 31880-31889).
CaMKK2 es una diana evidente para la depresión
ya que la técnica anterior sugiere que las rutas de señalización
dependientes de AMPc (mediadas por activación de PKA) están
afectadas en el cerebro de pacientes con Trastornos Afectivos
Bipolares (Field et al., J. Neurochem. 73 (1997),
1704-1710; Rahman et al., J. Neurochem. 68
(1997), 297-304; Takahashi et al., J.
Neurosci. 19 (1999), 610-618). De acuerdo con un
estudio que usa líneas celulares linfoblásticas, el trastorno
bipolar podría estar relacionado con niveles de calcio intracelular
elevados (Yoon et al., Mol. Psychiatry 6 (2001),
678-683). Además, algunos grupos encontraron
relaciones entre fármacos antidepresivos y activación de CaMK
(Budziszewska et al., Br. J. Pharmacol. 130 (2000),
1385-1393; Consogno et al.,
Neuropsychopharmacology 24 (2001), 21-30; Mori et
al, Neuropharmacology 40 (2001), 448-456;
Zanotti et al., Neuropharmacology 37 (1998),
1081-1089). Además, la inhibición de CaMKK por
fosforilación mediada por PKA sugiere una fuerte relación entre las
dos rutas (Matsushita et al., J. Biol. Chem. 273 (1999),
21473-21481). Estas observaciones sugerirían a una
persona especialista en la técnica que CaMKK2 es el gen responsable
de la enfermedad afectiva bipolar.
Otro candidato evidente para los trastornos
afectivos habría sido el gen CABP1 que genera cuatro proteínas de
unión a Ca^{2+} neuronales por el uso alternativo de los 9 exones
codificantes, que son L-CABP,
S-CABP, calbrain y caldendrina (Haeseleer et
al., J. Biol. Chem. 275 (2000), 1247-1260). Su
expresión está restringida casi totalmente a tejidos cerebrales. Un
estudio cerebral sobre calbrain revela su efecto negativo sobre la
actividad de CaMKII dependiente de Ca^{2+}/Calmodulina por
interacciones competitivas con el dominio de unión a CaM de CaMKII
(Yamagushi et al., J. Biol. Chem. 274 (1999),
3610-3616). Se podrían esperar papeles similares en
la señalización de Ca^{2+} para otros productos alternativos de
CABP1. La participación del gen CABP1 en rutas de señalización
dependientes de Ca^{2+} haría evidente para un especialista en la
técnica seleccionar este gen como candidato para el trastorno
afectivo bipolar. Sin embargo, todos los exones de CABP1 se
analizaron con respecto a la presencia de mutaciones y,
sorprendentemente, sólo se detectaron dos mutaciones en regiones no
codificantes.
El gen PIN (inhibidor proteico de NOS (óxido
nítrico sintasa)) es otro candidato evidente responsable del
trastorno afectivo bipolar. El óxido nítrico (NO) del cerebro puede
estar implicado en la apoptosis, sinaptogénesis y desarrollo
neuronal. Como el NO no puede almacenarse en vesículas como otros
neurotransmisores, su liberación se regula por la actividad de la
NOS (óxido nítrico sintasa). PIN es un inhibidor directo de la NOS
por la unión y desestabilización del complejo homodímero activo de
NOS (Jaffrey et al., Science 274 (1996),
774-777). PIN está muy conservado a lo largo de la
evolución y se expresa en muchos tipos celulares. Un estudio clínico
reciente que evalúa los niveles plasmáticos de nitrato en estados
depresivos sugiere que la producción NO está aumentada en la
depresión (Suzuki et al., J. Affect. Disord. 63 (2001),
221-224) y puede deberse a una deficiencia en la
inhibición de la NOS. Además, en un modelo de ratón, se han asociado
antagonistas de la NO sintasa a propiedades antidepresivas
(Harkin et al., 1999; Karolewicz et al., Eur. J.
Pharmacol. 372 (1999), 215-220). De esta manera,
PIN sería un candidato evidente. Sin embargo, debido a la acción
pleiotrópica del NO, una deficiencia en la función de PIN generaría
muchos trastornos no relacionados a lo largo de todo el cuerpo. De
esta manera, sin la información presentada en la descripción de este
documento, un especialista habitual en la técnica habría previsto
PIN y no P2X7R como gen asociado con trastornos afectivos.
La fosfolipasa humana A2 grupo IB (PLA2G1B)
cataliza la liberación de ácidos grasos a partir de
glicero-3-fosfocolinas. Los genes
de fosfolipasa A2 (PLA2) se expresan en muchos tejidos. Algunos
estudios han demostrado asociaciones entre una actividad excesiva
de PLA2 en el cerebro y trastornos afectivos (Chang et al.,
Neurochem. Res. 23 (1998), 887-892; Hibbeln et
al., Biol. Psychiatry 25 (1989), 945-961).
Además, otros estudios genéticos han encontrado asociaciones entre
el gen PLA2G1B y el trastorno afectivo bipolar (Dawson et
al., Psychiatr. Genet. 5 (1995), 177-180). De
esta manera, PLAG1B representa un probable candidato para trastornos
afectivos. Sin embargo, en el presente ejemplo sólo se encontró una
mutación silenciosa dentro del exón 3 del gen PLAG1B.
El gen de la quinasa citron humana, una proteína
asociada a Rho (CIT), codifica una proteína de 183 kDa que se
asocia con la GTPasa Rho. CIT comparte una fuerte similitud con
proteínas ROCK y ROK que son otras quinasas asociadas a Rho
(Madaule et al., Nature 394 (1998), 491-494).
Las GTPasas Rho están implicadas en muchos procesos tales como la
organización del citoesqueleto, la circulación en la membrana, el
crecimiento celular y la activación de la transcripción (Van
Aelst y D'Souza-Schorey, Genes Dev. 11 (1997),
2295-2322). Los estudios sobre variantes cerebrales
de Citrón-K (sin el dominio quinasa) revelan la
asociación con proteínas de densidad postsinápticas
(PSD-95), lo que sugiere un papel en la organización
o función de la sinapsis (Zhang et al., J. Neurosci. 19
(1999), 96-108; Furuyashiki et al., J.
Neurosci. 19 (1999), 109-118).
El gen de la paxilina humana (PXN) codifica una
proteína de 68 kDa que se encuentra en adhesiones focales. Está
dentro de adhesiones focales en las que moléculas de adhesión
interaccionan dinámicamente con el citoesqueleto (Salgia et
al., J. Biol. Chem. 270 (1995), 5039-5047). Las
rutas de señalización que regulan estas interacciones dinámicas
empiezan a esclarecerse. Muchas observaciones sugieren que la
paxilina está implicada en la transducción de señales desde
receptores de factores de crecimiento a adhesiones focales. La
paxilina se expresa en muchos tejidos incluyendo el cerebro.
Sin embargo, como se indica más adelante, el gen
causante de enfermedades afectivas se identifica como el receptor de
P2X7 (P2X7R).
Se buscaron mutaciones en secuencias
codificantes y límites exón-intrón de los genes
mencionados anteriormente, ya que estas mutaciones con mucha
probabilidad proporcionarán Polimorfismos de un Solo Nucleótido
(SNP) funcionalmente significativos. La muestra inicial estaba
compuesta de 16 individuos afectados no relacionados de la región
Saguenay/Lac St-Jean, que proporciona una potencia
de 80% para detectar polimorfismos con una frecuencia de 0,05. Para
identificar los polimorfismos, primero se amplificaron por PCR las
secuencia diana. Después, los productos de PCR se purificaron en
membranas Whatman GF/C (VWR, Montreal, Canadá) y se cuantificaron
usando un ensayo de cuantificación de ADN bicatenario PicoGreen
(Molecular probes, Oregon, USA). Se secuenciaron 4 ng de productos
de PCR purificados usando el kit de secuenciación DYEnamic ET
Terminator Cycle (Amersham Biosciences, Baie D'Urfé, Canadá). Los
productos de secuenciación se resolvieron en un analizador de ADN
ABI PRISM 3730XL y un analizador de ADN ABI PRISM 3700. Los
productos de PCR se secuenciaron en las dos direcciones. Los SNP
identificados en los genes estudiados se indican en la Tabla 10.
\vskip1.000000\baselineskip
Cada SNP en los genes Rab35, PXN, PLA2G1B, PIN,
CaBP, OASL, P2X4R, CaMKK2 y APC5 se diseñó de acuerdo con el gen en
el que se encontró, y su localización en ese gen (regiones
intrónicas o exónicas). Cada SNP en el gen P2X7R se diseñó de
acuerdo con su posición en la SEC ID Nº: 1. El alelo describe la
posición y la variación observada. En regiones codificantes, la
posición es relativa al codón de inicio, mientras que los SNP
intrónicos están colocados con respecto al principio del intrón
correspondiente (cuando se conoce). En la tabla 1a y en las SEC ID
Nº: 52 a 111 se definen los cebadores usados para identificar los
SNP en P2X7R y la localización de cada SNP.
Se realizaron estudios de asociación usando SNP
de sentido erróneo. Se usaron SNP de sentido erróneo o SNP que
pudieran estar cercanos a los sitios de corte y empalme, porque es
más probable que las enfermedades estén asociadas con una función
indebida de las proteínas. El grupo de casos estaba compuesto por
individuos bipolares I, personas a las que se les había
diagnosticado trastorno bipolar de tipo esquizoafectivo (182
sujetos) y trastorno bipolar II (31 sujetos). Muchos controles de
la región Saguenay/Lac-St-Jean se
muestrearon a partir de los bancos de ADN Steinert, Glaucoma y
Paget. En los individuos de control no se diagnosticaron trastornos
afectivos. De acuerdo con los riesgos a lo largo de la vida de
padecer trastornos bipolares (1%), no hubo necesidad de seleccionar
controles para trastornos psiquiátricos.
La secuenciación directa de productos de PCR es,
con mucho, el método más precio de análisis y es el método elegido
en vista de la capacidad de la presente plataforma de secuenciación.
Los productos de PCR se analizaron por secuenciación directa como
se ha descrito anteriormente. Después del análisis de secuenciación,
los individuos se tipificaron automáticamente para el SNP
correspondiente usando un programa desarrollado internamente,
GENO.pl. Los resultados de la genotipificación de SNP se recopilan
en una base de datos 4D.
La hipótesis de asociación se ensayó con CLUMP
(Sham & Curtis 1995, Ann. Hum. Genet. 59:
97-105). Se usaron mil simulaciones para estimar
los valores de p. Los resultados se ilustran en la tabla 11. El
parámetro estadístico T1, que es el parámetro estadístico
chi-cuadrado habitual en la tabla de contingencia de
partida, se usó para ensayar la asociación alélica. Además, el
mayor parámetro estadístico chi-cuadrado conseguido
comparando una columna de la tabla original con el total de las
demás columnas, denominado parámetro estadístico T3, se añadió al
previo para ensayar la posible asociación de genotipos, ya que los
resultados del parámetro estadístico T1 pueden sesgarse cuando la
tabla de contingencia contiene celdas con valores bajos.
Los estudios de asociación que usan SNP en P2X7,
P2X4 y CaMKK2 revelan asociaciones significativas a un nivel de
aproximadamente 5% menor. Se observaron tres asociaciones de
genotipo en P2X7. Sin embargo, los SNP P2XR7v11B y P2XR7v13E están
muy asociados entre sí basándose en una tabla de contingencia.
También hay una asociación de alelos a nivel de 5,7% para SNP6f18v2
en CaMKK2. La información asociada con cada SNP relevante puede
encontrarse en las Tablas 10 y 12.
Se realizaron estudios de asociación adicionales
usando CLUMP en muestras que contienen más individuos de casos y de
control. Se usaron mil simulaciones para estimar los valores de
p.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Se genotipificaron treinta y tres SNP en P2X7R,
siete STP en P2X4R y cuatro SNP en CAMKK2, con una frecuencia
alélica minoritaria mayor o igual a 1% (Tabla 11a). Las
distribuciones de genotipos de estos SNP no se desviaron
significativamente de HWE. Al nivel de 5%, se observaron aumentos
estadísticamente significativos de la frecuencia alélica
minoritaria en el grupo del trastorno afectivo bipolar a P2XR7v13F
(valor de p = 0,030, OR = 3,24, CI 95% =
1,04-10,12), P2XR4UTR3A (valor de p = 0,015, OR =
1,50, CI 95% = 1,11-2,02) y CAMKK2E01B (valor de p
= 0,048, OR = 1,33, CI 95% = 1,01-1,76). La
distribución de genotipos en los SNP P2X7Rv13F y P2XR4UTR3A también
difería significativamente a este nivel para los parámetros
estadísticos T1 y T3, con un aumento de heterocigotos en la muestra
de casos. Un SNP del exón 11 de P2X7R, P2XR7v11B, y otro del exón
13, P2XR7v13E, presentaron diferencias en distribuciones de
genotipos con un valor de p mínimo de 0,028 y 0,025 observados con
el parámetro estadístico T3. De nuevo, se observaron aumentos en la
frecuencia de heterocigotos de 12% y 13%, respectivamente, en la
muestra bipolar en estos polimorfismos.
Los ensayos de asociación haplotípicos
significativos condujeron a valores de p menores de 0,5% para
diferentes grupos de SNP que solapaban con el gen P2X7R (Tabla
11b). Considerando la colección de SNP que variaba de SNP32507 a
SNP54847 (tabla 11c) como ejemplo para la distribución de
haplotipos, se observó la mayor diferencia de frecuencias entre
casos y controles con el haplotipo nº 1 (tabla 11d). El haplotipo nº
2 es otro ejemplo de haplotipo que se observa con más frecuencia en
el grupo de casos. Por otra parte, la frecuencia para el haplotipo
nº 3 está ligeramente aumentada en la muestra de control (diferencia
de frecuencias = 0,091). La tabla 11e presenta los productos
peptídicos derivados de los haplotipos nucleotídicos mostrados en la
tabla 11d.
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Se realizaron estudios de asociación usando SNP
en el gen P2X7R en una muestra de casos/controles (535 individuos)
procedente de una población alemana. El grupo de casos estaba
compuesto por 36 individuos a los que se les había diagnosticado
trastorno bipolar tipo I o tipo II y 279 individuos a los que se les
habían diagnosticado trastornos unipolares (es decir depresión) que
representaban 133 hombres afectados y 182 mujeres afectadas. Entre
los controles, se contaron los 220 individuos de control restantes
que eran normales (es decir, se les había diagnosticado como no
depresivos) y comprendían 81 hombres, 182 mujeres y 14 de sexo
desconocido. Se detectó la misma distribución sexual en los dos
grupos.
En esta muestra se identificaron SNP usando un
subgrupo de 24 individuos afectados. Los SNP en el gen P2X7R
detectados en la población alemana fueron similares si no idénticos
a los SNP vistos en la población de
Saguenay/Lac-St-Jean (véase la
tabla 12). También se observaron otros SNP de sentido erróneo raros
en la población alemana, tales como Arg117Trp (P2XR7E03A),
Glu186Lys (P2XR7E06A), Leu191Pro (P2XR7E06B) e Ile568Asn
(P2XR7E13J). Estos aminoácidos están bastante conservados entre
genes P2X7 ortólogos. Es posible que la mutación Ile568Asn
(P2XR7E13J) pueda estar implicada en la expresión en la superficie
de P2X7.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La posición y numeración del polimorfismo
corresponde al gen P2X7R humano como se ha definido en la SEC ID
Nº: 1. Para identificar la organización genómica del gen P2X7R,
primero se organizaron clones BAC usando marcadores polimórficos
conocidos, sitios de señalización de secuencia (STS), secuencias con
extremo BAC y señales de secuencia expresadas (EST). Se
reensamblaron regiones de ADN no orientadas y desordenadas en una
secuencia usando Phrap y las piezas se reordenaron usando exones de
P2X7R como soportes. No se ha realizado una organización completa
del gen para P2X7R. Sólo hay una estructura parcial de gen desde el
exón 6 a 13, NT_037809. Por lo tanto, esta secuencia genómica que
incluye el gen P2X7R como se representa en la SEC ID Nº: 1 podría
contener algunos errores de secuencia, específicamente en regiones
intrónicas. Los cebadores usados para la amplificación y
secuenciación de SNP se muestran en la Tabla 1a y se representan en
las SEC ID Nº: 52 a 111.
Se realizó un análisis estadístico de acuerdo
con el método CLUMP (Sham & Curtis 1995, Ann, Hum, Genet.
59:97-105). La tabla 13 resume los estudios de
asociación alélica y genotípica para SNP en el gen P2X7.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Para el análisis de SNP, se controló el
equilibrio de Hardy-Weinberg (HW) en las muestras de
control. El principio de Hardy-Weinberg (HWP) puede
indicarse como se indica a continuación: En una población grande de
emparejamientos aleatorios, en la que no hay migración o selección
frente a un genotipo particular y la tasa de mutación permanece
constante, las proporciones de los diversos genotipos permanecerán
sin cambios de una generación a otra. Considérese un sistema de dos
alelos con los alelos A y a. Si la proporción de A en la población
se representa como p y la proporción de a como q, entonces p + q
representa la suma total de alelos en este locus, es decir p + q =
1. El HWP es útil para evaluar algunos problemas de población como
la diversidad conyugal, endogamia, estratificación de la población,
mezcla y variabilidad reducida de un genotipo particular. El SNP
P2XR7v13A no respetó el equilibrio de
Hardy-Weinberg.
La hipótesis de asociación también se ensayó
usando una tabla de positividad de alelos considerada adecuada para
la detección de alelos de susceptibilidad que muestran un modo
dominante de herencia (Ohashi y Tokunaga, J. Hum. Genet. 44
(1999), 246-248; Ohashi et al., Ann. Hum.
Genet. 65 (2001), 197-206). Usando este método se
obtuvieron resultados similares a los obtenidos usando las tablas de
frecuencia de alelos, con la excepción de P2XR7v05A donde los
valores de p fueron 0,253. De esta manera, P2XR7v05A presentó una
asociación menos significativa en este análisis. Esta diferencia
puede atribuirse al modo de herencia.
La proporción de individuos unipolares en el
análisis de la población Alemana es bastante importante, ya que la
Asociación Psiquiátrica Americana (Diagnostic and Statistical Manual
of Mental Disorders-4th Edition Text Revision
(DMS-IV-TR), American Psychiatric
Press, 2000) ha notificado un aumento en la susceptibilidad de
trastornos unipolares en grupos femeninos. Para determinar si la
variable sexual podía influir en el análisis de asociación, se
realizaron estudios de asociación adicionales controlando el
parámetro sexual. Se omitieron del estudio individuos normales de
la población alemana sin información sobre el sexo. Después, se
obtuvo un modelo de regresión logística incluyendo el sexo como
factor. Para obtener un modelo tan estable como sea posible, el
modelo de regresión se minimizó usando la diferencia entre
logaritmos de probabilidad para modelos con o sin interacción
(Hosmer y Lemeshow, "Applied logistic regression", John
Wiley and Sons, 1989). La estrategia usada para manipular las
celdas cero de las tablas de continencia fue eliminar la categoría
asociada completamente. Los cálculos se realizaron con SAS v8.0.
SAS es un paquete de software estadístico que permite al usuario
manipular y analizar datos de muchas maneras diferentes. Debido a
sus capacidades, este paquete de software se usa en muchas
disciplinas, incluyendo ciencias médicas, ciencias biológicas y
ciencias sociales.
La introducción de un parámetro sexual no
alteraba la asociación ya observada en el análisis previo. Además,
este modelo de análisis reveló resultados adicionales: se observó
una asociación potencial de alelos con P2XR7v05B (p = 0,064), y una
asociación genotípica para P2XR7v08A (p = 0,042).
Se realizaron estudios de asociación usando
muestras reunidas uniendo los individuos de las muestras de la
población de Saguenay/Lac-St-Jean
con los de la población Alemana. Los resultados se ilustran en la
tabla 14. El objetivo de este análisis es destacar las
características comunes entre las dos poblaciones. Sin embargo, de
acuerdo con las diferencias entre las dos muestras (principalmente
el fenotipo de individuos afectados, es decir, trastorno bipolar en
las muestras de
Saguenay/Lac-St-Jean, frente al
trastorno principalmente unipolar en la población Alemana) se
controlaron algunos parámetros, incluyendo el sexo y la etnicidad.
La estrategia de modelos para las regresiones logísticas se ha
descrito anteriormente.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Se observó una asociación alélica y genotípica
para el locus P2XR7v13A (p = 0,0047) que fue más fuerte que en el
análisis separado. También se observó una asociación alélica
significativa para el locus P2XR7v08A (p = 0,0452). Además, el
presente análisis también demuestra la relación potencial entre SNP
P2XR7v05A y el origen con un valor de p = 0,0515 (no mostrado en la
tabla) que está de acuerdo con el análisis de asociación previo
realizado en las dos muestras por separado (véase la Tabla 13).
El análisis de haplotipo se realizó usando la
población Alemana. El programa PHASE (Stephens et al., Am. J.
Hum. Genet. 68 (2001), 978-989) se usó para estimar
haplotipos de SNP con exones del gen de P2X7R. Se crearon
haplotipos para cada exón que tenía más de un SNP asociado (véase la
Tabla 15 para los SNP asociados a exones). Los grupos de casos
variaron de 218 a 220 individuos, mientras que los grupos de control
variaron entre 312 y 316 individuos. La hipótesis de asociación se
ensayó con el método CLUMP, ya que se crearon muchos haplotipos
para cada exón. Los ensayos estadísticos T1 y T3 se realizaron como
se ha descrito anteriormente. También se calcularon los parámetros
estadísticos T2 y T4 también debido a la presencia de pequeñas
celdas eficaces en las tablas de contingencia. El parámetro
estadístico T2 es el parámetro estadístico
chi-cuadrado habitual aplicado en la tabla de
contingencia obtenida después de colapsar las columnas con pequeños
valores esperados. El parámetro estadístico T4 es el mayor
parámetro estadístico chi-cuadrado obtenido
comparando una columna de la tabla original con el total de las
demás columnas. Se usaron mil simulaciones para estimar los valores
de p. Los datos resultantes se analizaron con el modelo de regresión
logística (descrito anteriormente) usando SAS V8.0 para considerar
el parámetro sexual (para estos ensayos la muestra se redujo por 14
individuos normales). Sin embargo, este método de análisis se limita
por la fiabilidad de haplotipos reconstruidos.
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* \hskip0.1cm El ensayo de T1 no debe considerarse debido a las tablas de contingencia con celdas cero. | |
** \begin{minipage}[t]{140mm} Entre estos 15 haplotipos, se observaron 8 haplotipos en los que las celdas de casos tienen menos de 3 individuos.\end{minipage} |
La Tabla 16 ilustra una asociación genotípica
con haplotipos en el exón 13 de los genes P2X7R. De manera
interesante, se observaron muchos haplotipos para el exón 13. Las
diferencias entre los parámetros estadísticos en el exón 13 (T3
menos significativo) pueden explicarse por la implicación de más de
un genotipo de haplotipos en la enfermedad. También se detectó una
asociación alélica potencial con haplotipos en el exón 5 del gen
P2X7R.
A continuación se proporcionan resultados
clínicos que ilustran las consecuencias funcionales de polimorfismos
en P2X7R.
El desarrollo y transcurso de depresión está
asociado causalmente con alteraciones en la regulación central del
eje
hipotalámico-pituitaria-adrenocortical
(HPA). Las anomalías en el eje HPA pueden medirse usando el ensayo
de supresión de dexametasona (DST) o el ensayo combinado de hormona
de liberación de dexametasona/corticotropina (Dex/CRH). Los cambios
en las mediciones de cortisol y/u hormona adrenocorticotrópica
(ACTH) durante el ensayo DST o Dex/CHR indican una disfunción del
HPA en pacientes deprimidos (Heuser et al, J. Psychiat. Res.
28 (1994) 341-356; Rybakowski y Twardowska, J.
Psychiat. Res. 33 (1999) 363-370; Zobel et
al, J. Psychiat. Res. 35 (2001) 83-94; Künzel
et al, Neuropsychopharmacology 28 (2003)
2169-2178). Para demostrar que los SNP de P2X7R
asociados con trastornos afectivos también están correlacionados
con cambios en el eje de HPA, se midieron los niveles de cortisol y
ATCH en respuesta al ensayo DST y Dex/CRH para los SNP P2XR7v13A y
P2XR7v13C. P2XR7v13A consiste en un cambio de un nucleótido A por G
que da como resultado una modificación Gln460Arg en la proteína
P2X7R. El SNP P2XR7v13C corresponde a un cambio de un nucleótido A
por C que da como resultado una modificación Glu496Ala que según se
ha demostrado reduce espectacularmente la actividad de la proteína
(Wiley et al, Drug Dev. Res. 53 (2001)
72-76).
Los métodos y condiciones para realizar el
ensayo DST y Dex/CRH son bien conocidos en la técnica, véase por
ejemplo Heuser et al, J. Psychiat. Res. 28 (1994)
341-356; Künzel et al,
Neuropsychopharmacology 28 (2003) 2169-2178. En
resumen, los individuos se pretrataron a las 23:00 con una
administración oral de 1,5 mg de dexametasona. Para el ensayo DST,
se extrajo una muestra de sangre a las 8:00 antes de la
administración de dexametasona (es decir,
pre-dexametasona) y a las 8:00 la mañana siguiente a
la administración de dexametasona (es decir,
post-dexametasona). Para el ensayo Dex/CRH, se
insertó un catéter venoso a las 14:30 al día siguiente de la
administración de dexametasona y se extrajo sangre a las 15:00,
15:30, 15:45, 16:00 y 16:15 en tubos que contenían EDTA y trasilol
(Bayer Inc., Alemania). A las 15:02, se administraron por vía
intravenosa 100 mg de CRH humana (Ferring Inc., Alemania). La
medición de las concentraciones plasmáticas de cortisol se realizó
usando un kit de radioinmunoensayo comercial (ICN Biomedicals, USA)
mientras que las concentraciones plasmáticas de ACTH se midieron
usando un ensayo inmunométrico comercial (Nichols Institute, USA).
Los dos ensayos se realizaron de acuerdo con las especificaciones
del fabricante.
Para el SNP P2XR7v13A, se observó una reducción
en los niveles basales de cortisol en el momento de la admisión en
individuos con un alelo AG o GG en comparación con los individuos
con el alelo AA (Figura 1f). Durante el ensayo Sex/CRH, se midió
una reducción en la respuesta de cortisol y ATCH en individuos con
el alelo GG en comparación con individuos con un alelo AA o AG
(Figuras 1g y 1h).
Además, la respuesta al tratamiento
antidepresivo estaba retardada en los individuos GG (Figura 1i).
Para el SNP P2XR7v13C, se midió un aumento en
los niveles basales de cortisol después de la administración de
dexametasona (Figura 1j). Durante el ensayo Dex/CRH, los individuos
con el alelo CC presentaron una respuesta elevada al cortisol
(Figura 1k), pero una respuesta reducida a la ATCH (Figura 1l) en
comparación con los individuos AA y AC. Estos resultados indican
una regulación defectuosa del eje HPA.
De esta manera, los SNP en P2X7R se
correlacionan con una disfunción en el eje HPA y demuestran las
consecuencias funcionales y clínicas de polimorfismos en P2X7R.
Se analizó una secuencia de nucleótidos de 1700
pb correspondiente al promotor de P2X7R humano usando los
algoritmos Matinspector V2.2 y Transfac 4.0. Este análisis demostró
que el gen de P2X7R no contiene una caja TATA patrón, pero tiene
sitios SP1 que pueden formar el inicio de la transcripción. Aparte
de las secuencias de SP1, hay sitios de unión para los factores de
transcripción GARA, Oct e Ikarus. Se cree que estos sitios
proporcionan especificidad de tejido. De manera interesante, el
promotor de P2X7R tiene sitios de unión que sugieren capacidad de
respuesta a diferentes citoquinas tales como AP-1,
NFAT y CEBPB.
P2X7R posee 13 exones y 12 intrones (Buell et
al., Receptors Channels 5 (1998), 347) que proporcionan una
base para un corte y empalme alternativo que produciría en teoría
diferentes transcritos y produciría diferentes isoformas con
posibles funciones diferentes. No se identificó claramente ninguna
variante de corte y empalme alternativa. Sin embargo, los
experimentos de agrupamiento EST permitieron la descripción de tres
variantes de corte y empalme. Una se define por la falta del exón
5. Esta variante P2X7v02 corresponde al clon IMAGE: 3628076 aislado
a partir de líneas celulares procedentes de cerebro. El P2X7v02 que
carece del exón 5 produce un desplazamiento de fase, generando de
esta manera un polipéptido más corto. La segunda variante de corte
y empalme P2X7v03, se caracteriza por la presencia del intrón corto
10 en el ARNm. Esta variante se confirma por dos secuencias de alta
calidad, el clon de ADNc BRAMY2008977 (número AC: AK090866)
procedente de amígdala humana y el clon EST dbEST: 7339877
procedente de un tumor humano desconocido. La última variante,
P2X7v04, se define por la falta del primer exón que sugiere un uso
alternativo del promotor próximo al exón 2. Un clon EST de alta
calidad dbEST:4782844 procedente de un tumor de cabeza y cuello
confirma esta variante. Estas variantes se muestran en las Figuras
16a a 16e.
Variantes de
P2X7
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Por lo tanto, las secuencias de inicio de la
transcripción y la traducción de P2X7R humano se analizaron usando
el software informático Blast, Genescan y HMMgene. Este análisis
indicó que P2X7R posee con alta probabilidad sólo un sitio de
inicio de la traducción. La mayoría de las señales de secuencia de
expresión de P2X7R (EST; Único agrupamiento Hs. 193470) que tenían
un extremo 5' fiable mostraron un sitio de inicio de la
transcripción idéntico. Ninguna de las EST mostró ninguna
indicación de un corte y empalme alternativo. Por lo tanto, los
análisis virtuales sugieren que hay poca probabilidad de encontrar
diferentes transcritos producidos por corte y empalme alternativo o
el uso de promotores alternativos.
Los datos virtuales mencionados anteriormente se
confirmaron por análisis RT-PCR que incluía la
secuencia codificante de P2X7R humano prevista entera usando
oligonucleótidos de 14 y 19 bases
(5'-ATGCCGGCTTGCTG-3';
5'-GTAGGGATACTTGAAGCCA-3')
correspondientes al principio y final de la secuencia codificante,
respectivamente. Se aisló ARN total de cerebro entero, de
diferentes áreas del cerebro diseccionadas, timo, bazo y riñón, y
se analizó con respecto a la expresión de P2X7R. Se realizaron
reacciones de RT-PCR usando el sistema polimerasa
C. Therm One Step (Roche Applied Science) y un protocolo para PCR
touchdown (con reducción de la temperatura de hibridación) con un
inicio caliente. En resumen, se realizó una transcripción inversa a
52ºC de acuerdo con las condiciones del fabricante. Las reacciones
de PCR se realizaron con temperaturas de hibridación de 64ºC para
los primeros cinco ciclos y de 54ºC para los siguientes 30
ciclos.
Se detectó una sola banda específica de tamaño
de 1785 pb correspondiente a la secuencia codificante completa de
P2X7R. Se detectó ARNm de P2X7R en cerebro entero, hipocampo,
cerebelo, leucocitos y timo, pero no en corteza cerebral,
hipotálamo, bazo y riñón (Figura 2). Todos los productos de PCR se
clonaron usando el plásmido
pGEM-T-Easy (Promega) seleccionado
en bacterias Top-10 (Invitrogen) por selección
azul-blanca y se ensayaron por digestión con EcoRI.
Se amplificaron clones que tenían fragmentos del tamaño esperado y
se purificaron para secuenciación. La secuencia confirmó la
identidad de los clones de 1785 pb como la secuencia codificante
completa de P2X7R de tipo silvestre. Por lo tanto, en todos los
tejidos ensayados, P2X7R de tipo silvestre se expresa como un solo
transcrito que incluye la secuencia codificante completa. La
presencia de isoformas con especificidad de tejido es poco
probable. Estos estudios proporcionan información útil sobre la
expresión del ARNm de P2X7R y el procesamiento del transcrito. Esta
información puede usarse para sintetizar ribosondas para hibridación
in situ, transferencia de Northern y Southern así como para
la obtención de células por ingeniería genética para la
sobreexpresión de P2X7R.
La expresión de P2X7R se estudió adicionalmente
por inmunohistoquímica de secciones en serie de cerebros de ratón
completos usando un anticuerpo policlonal dirigido contra un péptido
interno de P2X7R (Santa Cruz Biotechnology). Los cerebros de
ratones sin estrés se congelaron inmediatamente, se cortaron en
cortes de 16 \mum y se fijaron con paraformaldehído durante 5
minutos. Las secciones se bloquearon durante 30 minutos a
temperatura ambiente con suero de caballo 1:10. Todos los
anticuerpos se diluyeron en tampón TBST (solución salina tamponada
con Tris con 0,05% de Tween 20). El primer anticuerpo se usó en una
dilución 1:200 y se incubó durante una noche. Todos los lavados se
realizaron con tampón TBST. Como anticuerpo secundario se usó una
IgG biotinilada anti-cabra (Vector Laboratories) y
la detección se realizó usando el sistema complejo de
estreptavidina-biotina-peroxidasa
se rábano picante (Vector Laboratories) en combinación con
diaminobencidina. Los cortes se tiñeron con azul de toluidina como
tinte de contraste usando procedimientos convencionales. Como
control negativo se usó el mismo procedimiento en ausencia del
anticuerpo primario. Como control positivo para ensayar la
conservación del tejido, ésta se verificó con un anticuerpo
específico para la proteína Patched 1 (Santa Cruz Biotechnology).
Patched 1 se usó como control positivo porque tiñe todas las
estructuras cerebrales relevantes y no se ve afectada por el estrés
ni por antidepresivos. Se detectó un modelo de tinción muy
específico, coherente con la localización subcelular específica de
P2X7R en células cerebrales. Los controles negativos carecían
completamente de señal. El control positivo con Patched 1 mostró
una intensidad de señal y distribución idénticas en todas las
muestras, indicando que todos los tejidos se habían conservado y
procesado igualmente bien.
Desde la parte frontal a la caudal, la proteína
P2X7R se observó en la capa glomerular del bulbo olfativo a bajos
niveles (Figura 3). P2X7R también estaba presente a niveles muy
bajos en un área restringida del núcleo hipotalámico
periventricular (Figura 3). Las células ependimales que rodeaban a
los ventrículos laterales también mostraron una ligera tinción
(Figura 3). Se detectó una señal más fuerte en áreas restringidas
del hipocampo, donde la señal estaba presente en células
individuales de la capa polimorfa, el lacunosum molecular y la capa
oriens (Figura 4). En áreas más posteriores del hipocampo, la señal
estaba presente en la capa molecular, estrato radiado y cerca del
CA3. En una posición más caudal, P2X7R se expresaba en el órgano
subcomisural (Figura 4). Por lo tanto, la expresión basal de P2X7R
en el cerebro de ratones sin estrés está restringida a áreas que
previamente se habían asociado con depresión, estrés, aprendizaje y
memoria.
Se realizó una validación adicional del papel de
P2X7R en trastornos afectivos examinando su patrón de expresión en
respuesta al estrés y al tratamiento con fármacos antidepresivos. Se
administró un programa de tratamiento que se había demostrado que
producía efectos antidepresivos sobre el nivel conductual a ratones
que se habían caracterizado como respondedores a antidepresivos,
usando una diversidad de paradigmas de comportamiento adecuados
para detectar los efectos ansiolíticos y antidepresivos de
antidepresivos clásicos tales como el inhibidor selectivo de la
recaptación de serotonina paroxetina. La paroxetina se administró
por medio de una sonda a ratones macho sin experimentación previa
durante un período de tiempo de 28 días a una dosificación de 10
mg/kg de peso corporal dos veces al día. En paralelo, un grupo de
ratones de control recibió solución de vehículo (es decir, sin
paroxetina) usando el mismo régimen de tratamiento mientras que a un
segundo grupo de control de ratones se les dejó tranquilos y sin
estrés (es decir, se dejaron sin tratar) durante el mismo período
de los experimentos. Al final del tratamiento a largo plazo, parte
de los ratones de cada grupo experimental se ensayaron en la caja
de oscuridad/luz (ensayo de comportamiento de ansiedad) y en el
ensayo de natación forzada de Porsolt (ensayo de comportamiento de
tipo depresivo) para confirmar la eficacia del tratamiento (Figura
5). El comportamiento de afrontamiento pasivo del estrés se redujo
después del tratamiento a largo plazo con el antidepresivo
paroxetina. La otra parte de los grupos experimentales (es decir,
ratones sin experiencia de ensayo) se decapitaron, se extrajeron
rápidamente los cerebros y se congelaron a -80ºC hasta el uso.
La expresión de P2X7R en los cerebros de ratones
en condiciones sin estrés y en ratones en condiciones de estrés
ligero producido por la aplicación del vehículo, y en los ratones
sometidos al tratamiento con paroxetina se evaluó usando tres
cerebros diferentes de cada grupo. Se analizaron cortes seriados de
cada grupo de animales en paralelo por inmunohistoquímica usando
los mismos materiales para producir resultados completamente
comparables. No se observó ningún cambio significativo en la
expresión de P2X7R en el bulbo olfativo en respuesta al estrés o al
tratamiento con paroxetina (Figura 6). Sin embargo, en el núcleo
periventricular del hipotálamo, la paroxetina produjo una ligera
inhibición de la expresión de P2X7R (Figura 7). No se observó ningún
cambio significativo en las células ependimales de diferentes áreas
del cerebro (Figura 8). Los cambios más espectaculares se observaron
en el hipocampo, donde P2X7R se inhibía fuertemente por una
manipulación estresante mientras que el tratamiento con paroxetina
producía una estimulación notable por encima de los niveles basales
(Figuras 9, 10 y 11). Este efecto se observó a lo largo de todo el
hipocampo, pero fue más evidente en la capa polimorfa cerca del giro
dentado. En el órgano subcomisural, la expresión de P2X7R se
mantuvo sin cambios por los diferentes tratamientos. Por lo tanto,
la expresión de P2X7R está regulada fuertemente en dos áreas
cerebrales específicas implicadas en la depresión y el estrés.
Otras áreas cerebrales, que mostraron bajos niveles de P2X7R y no
están implicadas directamente en la depresión, no mostraron
cambios.
En las muestras procedentes de ratones tratados
con paroxetina y que mostraban una fuerte expresión de P2X7R, fue
posible analizar la distribución de P2X7R con más detalle (Figuras
10 y 11). La proteína P2X7R no sólo estaba presente en los cuerpos
celulares, sino que también se detectaba claramente en proyecciones
que inervaban la capa granular del giro dentado (Figura 12). Esta
localización subcelular de P2X7R es coherente con un papel en la
liberación de neurotransmisores y la potenciación a largo plazo.
Como algunos informes (Muria et al.,
Biochem. J. 288 (1992), 897-901; Ferrari et
al., FEBS Lett. 447 (1999), 71-75) sugieren que
la estimulación crónica y de alta dosis de P2X7R puede producir
apoptosis en algunos tipos celulares, los hipocampos de los
animales descritos anteriormente se analizaron con respecto a la
co-localización de células apoptóticas y células
que expresaban P2X7R, en secciones consecutivas, usando tinción
TUNNEL e inmunohistoquímica. En secciones correlativas, sólo se
detectaron algunas células apoptóticas y estaban presentes a lo
largo de las capas granulares del hipocampo donde no se observó
expresión de P2X7R (Figura 13). No se observaron diferencias
significativas en los números de células apoptóticas entre las
diferentes condiciones de tratamiento. Por lo tanto, la
localización y número de células apoptóticas no se correlacionaba
con la localización y número de células que expresaban P2X7R y
descarta una implicación de P2X7R en la inducción de apoptosis en el
hipocampo.
De esta manera, la expresión de P2X7R está
considerablemente restringida a áreas específicas del cerebro
implicadas en la depresión. Además, la expresión de P2X7R se inhibe
por el estrés y se estimula fuertemente por el tratamiento con
antidepresivos en estas áreas específicas. Por lo tanto, P2X7R
cumple todos los criterios necesarios para las acciones de los
antidepresivos de acuerdo con las normas más importante en el campo
de la investigación de la depresión. Además, estos resultados
sugieren que la modulación de la función de P2X7R está asociada con
el estrés crónico, que sirve como modelo para varios aspectos de
trastornos afectivos.
Para demostrar que la inhibición de P2X7R actúa
como agente causante de trastornos afectivos, la función de P2X7R
se inhibió específicamente en distintas regiones del cerebro sin
afectar a ninguna otra función cerebral. Esto se consiguió
administrando moléculas de ARN de interferencia pequeñas (ARNsi)
bicatenarias en áreas restringidas del cerebro.
De acuerdo con el patrón de expresión observado
de P2X7R en el hipocampo (Figuras 9, 10 y 11) y la implicación
conocida del hipocampo en la depresión, se seleccionó el giro
dentado (hipocampo) como región diana para la aplicación de ARNsi.
A ratones macho sin experimentación previa se les implantó
bilateralmente una cánula de guía (calibre 23, longitud 8 mm) por
medio de un instrumento estereotáctico. Las coordenadas, en relación
al bregma, fueron -2,00 posterior, \pm 1,0 mm lateral y -1,0 mm
ventral. Después de un período de recuperación de 5 días, los
ratones se dividieron en tres grupos experimentales: vehículo (veh),
ARN bicatenario de control (control) y ARNsi bicatenario específico
de P2X7R (ARNsi). Las secuencias usadas para si ARN de P2X7R son
5'-GUGGGUCUUGCA
CAUGAUCTT-3' y 5'-GAUCAUGUGCAAGACCCACTT-3'. Las dos secuencias se hibridaron e inyectaron juntas como un ARN bicatenario. En el día 6 después de la cirugía, los ratones se anestesiaron ligeramente con isoflurano y se realizaron inyecciones de ARNsi. La concentración del control y ARNsi fue 0,1 nmol/\mul y se infundió un volumen de 1 \mul por lado usando sistemas de inyección adaptados específicamente (calibre 30, longitud 9 mm). La anestesia para la infusión fue de corta duración y los ratones se despertaron inmediatamente o unos pocos segundos después de la manipulación.
CAUGAUCTT-3' y 5'-GAUCAUGUGCAAGACCCACTT-3'. Las dos secuencias se hibridaron e inyectaron juntas como un ARN bicatenario. En el día 6 después de la cirugía, los ratones se anestesiaron ligeramente con isoflurano y se realizaron inyecciones de ARNsi. La concentración del control y ARNsi fue 0,1 nmol/\mul y se infundió un volumen de 1 \mul por lado usando sistemas de inyección adaptados específicamente (calibre 30, longitud 9 mm). La anestesia para la infusión fue de corta duración y los ratones se despertaron inmediatamente o unos pocos segundos después de la manipulación.
Una vez suministradas al cerebro, las moléculas
de ARNsi específicas para P2X7R se absorbieron por las células
cerebrales e indujeron específicamente la degradación del ARNm de
P2X7R complementario con alta eficacia. Como resultado, la función
de P2X7R se inhibió específicamente durante un corto período sin
afectar a ninguna otra función cerebral. A este respecto, la
inyección de vehículo o ARNsi de control no tuvo como resultado
ningún cambio evidente en el comportamiento normal, es decir, la
alimentación y la ingesta de agua, o el comportamiento motor en la
jaula.
Los efectos de la inhibición de P2X7R sobre el
comportamiento de tipo depresivo se evaluaron 24 horas y 48 horas
después de la infusión de ARNsi, control o vehículo de acuerdo con
el paradigma de ensayo convencional, el ensayo de natación forzada
de Porsolt (Porsolt et al., Arch. Int. Pharmacodym. 229
(1977), 327-336; Porsolt, Rev. Neurosci. 11
(2000), 53-58). El parámetro usado para evaluar el
comportamiento de tipo depresivo es el tiempo durante el cual el
animal está flotando en el agua, un comportamiento que está asociado
con el comportamiento de desesperación, ya que el animal no hace
ningún esfuerzo por afrontar activamente la situación que le produce
estrés. En comparación con la aplicación de vehículo, no se detectó
ninguna influencia del ARN bicatenario de control
(5'-CAACUUCAUCUUCUACGCGTT-3') sobre
el comportamiento de flotación (afrontamiento pasivo del estrés).
Por el contrario, en comparación con los controles, los ratones a
los que se les había infundido ARNsi específico para P2X7R
mostraron un aumento significativo en el comportamiento pasivo, que
se considera un comportamiento de tipo depresivo (Figura 14). Esta
interpretación se vuelve más evidente cuando se visualizan los
efectos de los antidepresivos sobre el comportamiento de
afrontamiento pasivo de estrés en el ensayo de natación forzada
(Figura 5). El comportamiento de afrontamiento pasivo de estrés
aumentó después de una inyección aguda dentro del hipocampo
(bilateral, giro dentado) de ARNsi que se dirigía a P2X7R. El ensayo
de natación forzada de Porsolt es un ensayo convencional usado para
evaluar la eficacia de antidepresivos y en muchos estudios se ha
demostrado que el ensayo es sensible selectivamente para estos
efectos, dado que se usa el modelo de animal correcto. El paradigma
se ha usado ampliamente para ensayar compuestos farmacéuticos y para
validar modelos animales de depresión, que muestran un aumento en
el comportamiento pasivo como lo hacen los ratones cuando se ha
inhibido la proteína P2X7R (ARNsi).
Al final del experimento, los ratones se
sacrificaron y los cerebros se examinaron para confirmar la
localización y eficacia de las inyecciones de ARNsi. Para este fin,
los cerebros se cortaron en secciones y los cortes se tiñeron por
inmunohistoquímica usando los protocolos mencionados anteriormente.
Se examinaron en paralelo cerebros de ratones a los que se les
había inyectado el ARNsi bicatenario específico, con ARN bicatenario
de control y con vehículo. En estas condiciones, el ARNsi
específico dirigido contra P2X7R inyectado cerca del giro dentado
indujo una inhibición media de 80% de la expresión de la proteína
P2X7R en comparación con las muestras de ratones a los que se les
había inyectado vehículo o ARN bicatenario de control. Tanto el
número de células que expresaban P2X7R como la intensidad de la
expresión se redujeron fuertemente (Figura 15). Las inyecciones con
ARNsi no produjeron ningún signo de inflamación local o infiltración
en el hipocampo. De esta manera, la expresión de P2X7R se inhibe
específica y localmente por la aplicación de ARNsi in vivo.
Esta inhibición produjo cambios de comportamiento que indicaban un
papel causante para P2X7R en trastornos afectivos. Estos resultados
en combinación con los mencionados anteriormente apoyan y confirman
la observación de mutaciones en P2X7R que están asociadas con
enfermedades afectivas en seres humanos y que la modulación de la
actividad P2X7R tiene efectos antidepresivos.
Se establecieron métodos para identificar
agonistas de P2X7R usando una línea celular de hipocampo de ratón
inmortalizada que expresaba el gen P2X7 endógeno. En resumen, la
expresión de P2X7 se confirmó cultivando las células a 37ºC/5% de
CO_{2} en DMEM con 10% de suero bovino fetal (Gibco). Después de
alcanzar una confluencia de 80%, las células se recogieron en PBS y
se homogeneizaron por un pase repetido a través de una jeringa
(aguja 18G). La cantidad de proteína total se inhibió por el ensayo
de Bradford (Sigma; diluido 1:5, D.O. medida a 595 nm) de acuerdo
con la recomendación del fabricante. Después, los homogeneizados de
proteína se mezclaron con un volumen igual de tampón de carga
(Tris-Cl 50 mM pH 6,8; glicerol al 25%; azul de
bromofenol 7,2 mM, SDS al 2%;
\beta-mercaptoetanol 200 nM) y posteriormente se
desnaturalizaron en agua hirviendo durante 10 minutos. Se cargaron
20 mg de cada muestra en un gel de poliacrilamida al 10% que
contenía SDS al 0,4%. Se realizaron electroforesis y transferencia
de Western de acuerdo con los protocolos convencionales descritos,
por ejemplo, en Sambrook, Rusell "Molecular Cloning, A
Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory, N.Y. (2001).
Después, las membranas se bloquearon con leche desnatada al 5% y se
incubaron con un anticuerpo contra P2X7R (dilución 1:1000; Santa
Cruz Biotech) seguido de incubación con un anticuerpo secundario de
caballo anti-cabra acoplado con peroxidasa
(dilución 1:10.000; Santa Cruz Biotech). Después, las membranas se
incubaron durante 1 hora a 37ºC en Sustrato de Transferencia de
Western Lumi-Light (Roche Applied Science) seguido
de una exposición de 10 minutos en una Película BioMax MR
(Kodak).
Se detectó una banda de 70 kD correspondiente al
tamaño esperado de la proteína P2X7R en células
HT-22 que demostraba la expresión del gen P2X7
endógeno de ratón (Figura 17). Una segunda línea de células de
hipocampo de ratón (HT-39) no expresaba P2X7.
Como P2X7R es un canal iónico de apertura por
ATP que permite la entrada de iones de calcio y sodio en las
células, se estableció un método para identificar agonistas de P2X7R
controlando la entrada de calcio en células HT-22.
Las células primero se cargaron con el colorante fluorescente éster
AM de verde Oregon (Molecular Probes) durante 30 minutos a
temperatura ambiente, se lavaron dos veces con DMEM/suero bovino
fetal al 10% para retirar el exceso de colorante y se cultivaron
durante 15 minutos en presencia de una concentración 100 \muM de
2- y
2'-3'-O-(4-benzoilbenzoil)adenosina
5'-trifosfato (BzATP:
C_{24}H_{24}N_{5}O_{15}P_{3})). BzATP es un agonista
conocido de P2X7R (North y Surprenant, Annu. Rev. Pharmacol.
Toxicol. 40 (2000), 563-580). El movimiento de
calcio al interior de las células se visualizó con un microscopio de
fluorescencia con un filtro de fluoresceína (longitud de onda
492/517 nm). El éster AM de verde Oregon es un colorante
fluorescente que se une al calcio intracelular. Por consiguiente,
se observó un aumento en la fluorescencia verde en células tratadas
con BzATP (Figura 18) que señalizaba una activación de P2X7R que
tiene como resultado una entrada de calcio en las células y un
aumento de la unión del colorante verde Oregon al calcio
intracelular.
Como alternativa, el éster AM de verde Oregon
puede reemplazarse por Fluo-3,
fluo-4, fluo-5F,
fluo-5N, fluo-4FF,
Fluo-4 dextrano, Fluo-3 AM,
Fluo-4 AM, Fluo-5F AM,
Fluo-5N AM y Fluo-4FF AM (Molecular
Probes). La entrada de calcio en las células HT-22
también puede medirse en microplacas de 96 pocillos y 384 pocillos
usando el Kit de Ensayo Calcium Plus (Molecular Device) o el Kit de
Ensayo de Calcio FLIPR ® para Sistemas de Lectura Fluorométrica en
Placas de Imágenes (Molecular Device). Las células
HT-22 pueden reemplazarse por cualquier célula que
exprese P2X7R, incluyendo células que se han modificado
genéticamente por la introducción de un gen P2X7 exógeno.
La especificidad del agonista de P2X7R sobre la
entrada de calcio se confirmó por pretratamiento de las células
HT-22 con ATP Oxidado (oATP; Sigma) 100 mM durante 1
hora antes de la adición de BzATP. oATP es un inhibidor
irreversible del receptor (Chen et al., J. Biol. Chem., 268
(1993), 8199-8203). La activación de P2X7R por el
agonista se inhibió por oATP (Figura 18) como se ilustra por la
ausencia de fluorescencia verde en las células.
Otro método para medir la actividad de P2X7R
implica la entrada de bromuro de etidio en células que expresan
P2X7R. La activación de P2X7R por un agonista permite la entrada de
bromuro de etidio, que se une al ADN nuclear y emite una señal de
fluorescencia. Como alternativa, el colorante de propidio
YOPRO-1 puede sustituir al bromuro de etidio. Un
aumento de fluorescencia puede usarse como medida de activación del
receptor de P2X7. Por lo tanto, el ensayo puede usarse para ensayar
y cuantificar el efecto de un agente o compuesto con propiedades
agonistas sobre P2X7R. En el presente ejemplo, se sembraron 10^{3}
células HT-22 por pocillo en placas de
microtitulación de fondo plano de 96 pocillos y se incubaron a
37ºC/5% de CO_{2} en medio DMEM que contenía 10% de FCS hasta que
las células se unieron a la superficie de cultivo. Una vez unidas,
las células se incubaron durante 60 minutos en medio DMEM que
contenía 10% de FCS, bromuro de etidio 10^{-4} M y concentraciones
crecientes de BzATP (1 \muM, 10 \muM, 100 \muM, 500 \muM, 1
mM). Después puede contarse el número de células fluorescentes que
han integrado el bromuro de etidio al ADN usando un microscopio
fluorescente (Zeiss, Alemania). Las concentraciones por encima de
BzATP 100 \muM aumentaron el número de activación de señalización
de núcleos fluorescentes de P2X7R (Figura 19a). Como alternativa, la
fluorescencia de bromuro de etidio puede medirse usando un lector
de placas fluorescentes Perkin-Elmer (excitación 520
nm, emisión 595 nm, amplitud de ranura: Ex 15 nm, Em 20 nm). A
partir de las lecturas obtenidas, puede calcularse una cifra de
pCI50 para cada agente o compuesto candidato. Por consiguiente, un
agonista de P2X7R se define como un agente o un compuesto con una
CE50 igual o inferior a 300 micromolar, mientras que la expresión
CE50 se define como la concentración que induce 50% de la respuesta
máxima a un agonista (North y Surprenant, Annu. Rev.
Pharmacol. Toxicol. 40 (2000), 563-580). La
especificidad de un agonista para P2X7R puede evaluarse por
preincubación de las células durante 60 minutos con
o-ATP 100 \muM antes de añadir el agonista y el
colorante de bromuro de etidio. En estas condiciones, la activación
de P2X7R por el agonista se inhibe por oATP, dando como resultado
una reducción en el número de células fluorescentes (Figura
19b).
Otro método para identificar agonistas de P2X7R
se ideó generando una línea de células de ratón inmortalizada que
sobreexpresa el gen P2X7R humano bajo el control de la región
promotora/potenciadora temprana del citomegalovirus humano (CMV).
El ADNc de P2X7R humano se insertó en el vector pcDNA3.1
(Invitrogen) y se utilizó para transfectar la línea celular de
hipocampo de ratón HT-22 usando Lipofectamine
(Invitrogen) de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Un
día después de la transfección, se añadió medio de cultivo que
contenía 500 \mug/ml de G418 a las células. Los clones
resistentes se aislaron por separado y se cultivaron 14 días después
de aplicar el medio de selección.
La actividad agonista de un compuesto se evaluó
midiendo la entrada de calcio en las células que sobreexpresan el
P2X7R humano. Las células se cultivaron en placas de 96 pocillos y
se incubaron a 37ºC con 5% de CO_{2} en DMEM con 10% de suero
bovino fetal (Gibco) hasta que alcanzaron la confluencia. Después,
las células se cargaron durante una hora con una concentración 10
\muM de Fluo-4 AM (Molecular Probes).
Fluo-4 AM es un colorante fluorescente que se une
al calcio intracelular. Después de la carga, las células se lavaron
una vez con tampón que contenía CaCl_{2} 0,5 mM y Hepes 20 mM y
se trataron con BzATP \muM o tenidap 50 \muM. La actividad
agonista se detectó midiendo un aumento en la entrada de calcio que
produce un aumento en la unión a Fluo-4 AM y un
aumento de fluorescencia. Los cambios en la señal de fluorescencia
se miden usando un lector de placas Fluostar Optima (BMG biotech).
Tanto BzATP como tenidap produjeron un aumento rápido en la
intensidad de fluorescencia que se redujo lentamente a lo largo del
tiempo (Figura 19c). De esta manera, los dos compuestos estimularon
la actividad de P2X7R, lo cual tiene como resultado una entrada de
iones en las células.
Para demostrar que la activación de P2X7R tiene
efectos terapéuticos sobre trastornos afectivos, se administró el
agonista de P2X7R BzATP
(2'-3'-O-(4-benzoilbenzoil)adenosina
5'-trifosfato
(C_{24}H_{24}N_{5}O_{15}P_{3})) a una cepa de ratón
DBA/2OIa seleccionada que presenta características de una elevada
ansiedad, de responder a antidepresivos y de mostrar ansiolisis
después de un tratamiento subcrónico con antidepresivos (Lucki et
al., Psychopharmacology 155 (2001), 315-322).
BzATP es un compuesto con una fuerte especificidad por P2X7R
(North y Surprenant. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 40
(2000), 563-580). En el presente ejemplo, el
agonista de P2X7R se inyectó directamente en el hipocampo de
ratones. Sin embargo, también pudo suministrarse un agente o
compuesto agonista de P2X7R por vía oral, subcutánea, intravenosa,
intraarterial, intranodal, intramedular, intratecal,
intraventricular, intranasal, intrabronquial, transdérmica,
intrarrectal, intraperitoneal, intramuscular, intrapulmonar,
vaginal, rectal o intraocular.
En ratones macho de cuatro meses de edad se
implantaron bilateralmente cánulas guía (calibre 23, longitud 8 mm)
por medio de un instrumento estereotáctico (David Kopf Instruments).
Las coordenadas, en relación al bregma, fueron -2,0 mm posterior,
\pm1,0 mm lateral y -1,0 mm ventral. Después de la cirugía, se
dejó que los ratones se recuperaran durante 10 a 12 días. Después
de este período de recuperación, en los ratones se inyectó 1 \mul
de solución de vehículo (DMSO al 0,5%, Sigma) o BzATP 50 \muM
(Sigma, preparado en DMSO al 0,5%) en cada lado del cerebro durante
un período de 60 segundos. Las inyecciones se realizaron usando una
aguja de calibre 30 de 9 mm insertada en la cánula guía y conectada
a través de un tubo a una jeringa Hamilton de 10 \mul.
El comportamiento de los ratones individuales se
evaluó usando el ensayo de natación forzada de Porsolt 24 horas
después de la inyección de solución de vehículo o BzATP. Se realizó
una pre-exposición de 5 minutos al ensayo
10-15 minutos después de la inyección de vehículo o
BzATP. El ensayo de natación forzada es un ensayo convencional que
mide reducciones primarias inducidas por estrés en acciones de
evasión o escape, denominado desesperanza conductual. El ensayo se
usa para determinar la eficacia de antidepresivos, ensayar nuevos
compuestos farmacéuticos y validar modelos animales de depresión
(Porsolt et al., Arch. Int. Pharmacodym. 229 (1977),
327-336; Porsolt. Rev. Neurosci. 11 (2000),
53-58; Rénéric et al., Behav. Brain Res. 136
(2002), 521-532; Page et al.,
Psychopharmacology 165 (2003), 194-201; Kelliher
et al., Psychoneuroendocrinology 28 (2003),
332-347). El ensayo consiste en poner un ratón
durante un período de 5 minutos en un cilindro de vidrio que
contiene agua. En estas circunstancias, el ratón no puede tocar el
fondo del cilindro y de esta forma se ve forzado a nadar. El
tiempo, la latencia y la frecuencia de forcejeos frente a la
flotación se evalúan como parámetros del comportamiento. La
flotación (es decir, los movimientos realizados únicamente para
mantener el equilibrio y la respiración) es un comportamiento
pasivo asociado con la desesperanza y representa un síntoma de tipo
depresivo ya que el animal no hace ningún esfuerzo por afrontar
activamente la situación que le produce estrés. Un aumento del
forcejeo (es decir, intentos activos de escapar) indica un
comportamiento de afrontamiento activo que podría interpretarse
como una mejora de los síntomas de tipo depresivo. Por ejemplo, el
tratamiento con antidepresivos serotonérgicos reduce el tiempo
total empleado en la flotación (Borsini, Neurosci. Biobehav.
Rev. 19 (1995), 377-395; Redrobe y Bourin,
Psychopharmacology 138 (1998), 198-206, y, en
paralelo, aumenta el tiempo de comportamiento activo (es decir, la
natación o el forcejeo; Lucki et al., Psychopharmacology 155
(2001), 315-322).
Se descubrió que el agonista de P2X7R BzATP
aumentaba los intentos activos de escape (es decir, un aumento del
tiempo y frecuencia de forcejeo, y una reducción en la latencia de
forcejeo) mientras que se midió una reducción en el comportamiento
pasivo (es decir, reducción en el tiempo y frecuencia de flotación,
y aumento en la latencia de flotación) en comparación con los
ratones de control a los que se les inyectó solución de vehículo
(Figura 20). Los resultados observados se verificaron
estadísticamente usando ensayos U de Mann-Whitney y
MANOVA de una vía. Las diferencias en el tiempo de forcejeo,
latencia de flotación y frecuencia de flotación se consideraron
estadísticamente significativas. Aunque la latencia y la frecuencia
de forcejeo y los resultados del tiempo de flotación no se
soportaron estadísticamente, representaban una tendencia a una
mejora en el comportamiento de afrontamiento del estrés. Estos
resultados demuestran que un agonista de P2X7R puede producir
mejoras en síntomas de tipo depresivo.
Como las conclusiones extraídas del ensayo de
natación forzada pueden verse influenciadas por efectos no
específicos de un agente o compuesto sobre la actividad animal (es
decir, un aumento en el comportamiento de forcejeo puede ser el
resultado de hiperactividad en lugar de un aumento del
comportamiento de afrontamiento activo), el efecto potencial de
BzATP sobre la actividad locomotora se evaluó por el ensayo de campo
abierto (Crawley "What's wrong with my mouse: Behavioral
phenotyping of transgenic and knockout mice",
Wiley-Liss (2000)). Se evaluó la actividad
locomotora en ratones tratados con solución de vehículo de control o
BzATP 50 \muM 24 horas después de la inyección, poniendo el
animal individual en una caja de madera de color gris oscuro
(30x30x40 cm). Se controló la actividad locomotora durante un
período de 30 minutos usando una videocámara. La distancia total
que recorrieron los animales durante el período de ensayo después se
analizó por medio de un software informático VideoMot2 (TSE GmbH,
Bad Homburg). No se midió ninguna diferencia en la actividad
locomotora entre los ratones tratados con solución de vehículo de
control y BzATP (Figura 21). Por lo tanto, la aplicación de BzATP
no inducía hiperactividad. Estos resultados confirma que la
activación de P2X7R por un agente o compuesto agonista produce
mejoras en síntomas de tipo depresivo y no es el resultado de un
efecto inespecífico sobre la actividad animal per se.
Varios informes sugieren que la activación de
P2X7R puede inducir apoptosis y muerte celular in vitro (Di
Virgilio et al., Cell Death Differ. 5 (1998),
191-199, Virginio et al., J. Psysiol. 519
(1999), 335-346). Para ensayar si la activación de
P2X7R en el hipocampo producía muerte celular, se cuantificaron los
niveles de apoptosis en el cerebro de los ratones tratados con
BzATP. Los ratones se sacrificaron al final de los experimentos de
comportamiento, los cerebros se retiraron, se congelaron
inmediatamente y se seccionaron en cortes de 16 \mum. Las
secciones cerebrales después se estudiaron con respecto a la
apoptosis usando un sistema TUNEL fluorométrico DeadEnd de acuerdo
con las recomendaciones del fabricante (Promega Corporation). El
sistema TUNEL mide el ADN fragmentado de células apoptóticas. El
control positivo del ensayo se realiza por
pre-tratamiento de secciones cerebrales durante 10
minutos con 1 unidad/ml de DNAsa I.
Se observaron muy pocas células apoptóticas (es
decir, menos de una células por sección cerebral) en cerebros de
ratones tratados con vehículo de control o con el agonista de P2X7R
(Figura 22) en comparación con las secciones de control positivo
pretratadas con DNAsa. Además, no se observó ninguna diferencia
significativa en el número de células apoptóticas entre los
animales de control y los ratones tratados con BzATP, lo que indica
que la activación de P2X7R no daba como resultado muerte celular
cerebral in vivo.
Se administraron antagonistas de P2X7R
KN-62
(1-(N,O-bis[5-isoquinolinasulfonil]-N-metil-L-tirosil)-4-fenilpiperazina)
y ATP oxidado (oATP) a ratones DBA/2O1a (Harlan Winkelmann,
Alemania) que presentan las características de comportamiento de
una alta ansiedad. Se ha demostrado que KN-62 es un
antagonista no competitivo de P2X7R (Chessel et al., Brit.
J. Pharmacol., 124 (1998), 1314-1320) mientras que
oATP actúa como un inhibidor irreversible de P2X7R (Chen et
al., J. Biol. Chem., 268 (1993), 8199-8203).
En el presente ejemplo, los antagonistas de
P2X7R se inyectaron directamente en la región del giro dentado del
hipocampo. En resumen, a ratones macho de tres meses de edad se les
implantó bilateralmente una cánula guía (calibre 23, longitud 8 mm)
por medio de un instrumento estereotáctico (David Kopf instruments).
Las coordenadas, en relación al bregma, fueron 1,5 mm posterior,
\pm1,0 mm lateral y -0,8 mm ventral. Se dejó que los ratones se
recuperaran durante 10 a 13 días después de la cirugía. Después de
este período de recuperación, a los ratones se les inyectó 1 \mul
de solución de vehículo (0,01% de DMSO, Sigma) o
KN-62 100 nM (Sigma, preparado en DMSO al 0,01%) u
oATP 10 \muM (Sigma, preparado en PBS) en cada lado del cerebro
durante un período de 60 segundos. Todas las inyecciones se
realizaron usando una aguja de calibre 31 de 9 mm insertada en la
cánula guía y conectada a través de un tubo a una jeringa Hamilton
de 10 \mul.
El comportamiento de los ratones individuales se
evaluó usando un ensayo de natación forzada de Porsolt 24 después
de la inyección de solución de vehículo, KN-62 u
oATP. Se realizó una pre-exposición de 5 minutos al
ensayo 15-17 minutos después de la administración de
vehículo, KN-62 u oATP. En el ejemplo 9 se
proporciona una descripción del ensayo de natación forzada de
Porsolt. En el presente ejemplo, no se midió ningún cambio en los
intentos activos de escape (es decir, tiempo, frecuencia o latencia
de forcejeo) ni en el comportamiento pasivo (es decir, tiempo,
frecuencia o latencia de flotación) entre los ratones tratados con
vehículo, KN-62 u oATP (Figura 23). Los resultados
observados se verificaron estadísticamente usando un ensayo MANOVA
de una vía. Las diferencias observadas en los diferentes parámetros
entre los ratones tratados con vehículo, KN-62 u
oATP no se confirmaron estadísticamente. Estos resultados demuestran
que los antagonistas de P2X7R no mejoran los síntomas de tipo
depresivo y no tienen acción antidepresiva.
Como las conclusiones extraídas del ensayo de
natación forzada pueden verse influenciadas por efectos no
específicos de un agente o compuesto sobre la actividad animal (es
decir, el aumento en el comportamiento de forcejeo puede ser el
resultado de una hiperactividad en lugar de un mayor comportamiento
de afrontamiento activo), se evaluó el efecto potencial del
antagonista de P2X7R oATP sobre la actividad locomotora realizando
el ensayo de campo abierto. Se evaluó la actividad locomotora en
ratones tratados con solución de vehículo de control, oATP 10
\muM u oATP 50 \muM 15 minutos después de la inyección poniendo
el animal individual en una caja de madera de color gris oscuro
(30x30x40 cm). La actividad locomotora se controló durante un
período de 30 minutos usando una videocámara. La distancia total
que recorrieron los animales durante el período de ensayo después
se analizó por medio de un software informático VideoMot2 (TSE GmbH,
Bad Homburg). No se midió ninguna diferencia en la actividad
locomotora entre los ratones tratados con solución de vehículo de
control y oATP (Figura 24). Por lo tanto, la aplicación de un
antagonista de P2X7R no inducía hipo- o hiperactividad en los
animales.
<110> NeuroNova AG
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<120> Un método para el diagnóstico y
tratamiento de trastornos afectivos
\vskip0.400000\baselineskip
<130> XXX
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<160> 111
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<170> PatentIn versión 3.1
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<210> 1
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<211> 56580
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 1
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (34000)..(3124)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 2
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (24841)..(25009)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 3
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (26134)..(26202)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 4
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (13958)..(31030)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 5
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (32481)..(32577)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 6
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (35416)..(35496)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 7
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (36113)..(36242)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 8
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (37541)..(37677)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 9
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (45470)..(45560)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 10
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (47229)..(47295)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 11
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (47380)..(47529)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 12
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (50438)..(50539)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> exón 13
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (54392)..(54889)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
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<211> 2164
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<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (79)..(1863)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\newpage
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<400> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
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<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
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<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> DOMINIO
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (1)..(20)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Dominio intracelular
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> TRANSMEM
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (21)..(46)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> DOMINIO
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (47)..(320)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Dominio extracelular
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> TRANSMEN
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (321)..(356)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> DOMINIO
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (357)..(595)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Dominio intracelular
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
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<210> 5
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<211> 595
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<212> PRT
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<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 8
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
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<210> 9
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<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
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\vskip1.000000\baselineskip
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<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
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\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 588
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<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 595
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgtaacctcac tgagaacaga
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 14
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 14
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptttggtaggc gaaggcgggc
\hfill20
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<210> 15
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 15
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\hskip-.1em\dddseqskipccttgtatgg gctttcgtgc t
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<210> 16
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<211> 21
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 16
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipttgtgtatcc gtccatcagc t
\hfill21
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<210> 17
\vskip0.400000\baselineskip
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
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\vskip1.000000\baselineskip
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\hskip-.1em\dddseqskipactgccatat gtactattcc
\hfill20
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
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\hskip-.1em\dddseqskipaaatctaccc agccacttag
\hfill20
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<210> 19
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 19
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\hskip-.1em\dddseqskiptgcagtggcc cacagcacag
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcatcctccaa tgcctgcatc
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptttcccatgt ttgccattta
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 22
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 22
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcaagagcagt ggttgtgtcc
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 23
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgagcccacag atatctactg
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
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<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptgcctgcctc agtctctggt
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptctctcgccc aggttgagtt
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 26
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipacgtcctctc cgcagttctt
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 27
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipattcagaccg aaaggtgtgt
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 28
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 28
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskiptgcctggtgt cccatcgagg
\hfill20
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 29
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
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\hfill20
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\hfill21
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\hfill23
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<210> 108
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<211> 23
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 108
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipaagaacctag aacctgaggg ctt
\hfill23
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 109
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 19
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 109
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipttgagatggg aggcagctt
\hfill19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 110
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 17
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 110
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipttcggctccc aggacat
\hfill17
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 111
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 111
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcacagagctt tgcaggtgaa
\hfill20
Claims (18)
1. Uso de
- (i)
- una molécula de ácido nucleico que comprende una secuencia de ácido nucleico seleccionada entre el grupo consistente en:
- (a)
- una secuencia de nucleótidos genómica que codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que contiene una mutación en la región 5'UTR que corresponde a las posiciones 532, 1100, 1122, 1171 o 1702 de la secuencia genómica del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición dicho nucleótido se reemplaza por otro nucleótido;
- (b)
- una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde en el exón indicado en la columna "Exón" de la siguiente Tabla A, el resto aminoacídico indicado en la columna "Resto aminoacídico" de la Tabla A que corresponde a la posición indicada en la columna "Posición en tipo silvestre" de la Tabla A de la secuencia de aminoácidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 se reemplaza por otro resto aminoacídico.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA A
\vskip1.000000\baselineskip
- (c)
- una secuencia de nucleótidos que codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que contiene una mutación en el exón 5 u 8 que corresponde a la posición 32548 o la posición 37633 de la secuencia de nucleótidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición dicho nucleótido se reemplaza por otro nucleótido;
- (d)
- una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de un canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde se delecionan los aminoácidos correspondientes a las posiciones 488 a 494 del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID Nº: 3 ó 4;
- (e)
- una secuencia de nucleótidos genómica que codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde en el intrón indicado en la columna "Intrón" de la siguiente Tabla B, el nucleótido indicado en la columna "Nucleótido reemplazado" de la Tabla B que corresponde a la posición indicada en la columna "Posición en tipo silvestre" de la Tabla B de la secuencia de nucleótidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 1 se reemplaza por otro nucleótido.
TABLA B
\vskip1.000000\baselineskip
- (f)
- una secuencia de nucleótidos genómica que codifica un canal iónico de apertura por ATP P2X7R y que contiene una mutación en la región 3'UTR que corresponde a la posición 54925, 55169, 55170, 55171 ó 55917 de la secuencia de nucleótidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 1, donde en dicha posición, dicho nucleótido se reemplaza por otro nucleótido;
- (g)
- una secuencia de nucleótidos que comprende al menos 20 ó 21 nucleótidos y que comprende las mutaciones o deleciones definidas en una cualquiera de (a) a (f);
- (h)
- una secuencia de ácido nucleico que comprende una secuencia de nucleótidos como la mostrada en una cualquiera de las SEC ID Nº: 13 a 51;
- (j)
- una secuencia de ácido nucleico que codifica un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácidos de las SEC ID Nº: 5 a 12;
- (k)
- una secuencia de nucleótidos que hibrida con una secuencia de nucleótidos definida en una cualquiera de (a) a (g) o con la secuencia de nucleótidos de (h) que tiene una mutación como la definida en una cualquiera de (a) a (f);
- (l)
- una secuencia de ácido nucleico que está degenerada como resultado del código genético con respecto a la secuencia de ácido nucleico definida en (k);
- (m)
- una secuencia de nucleótidos genómica que tiene un reemplazo o deleción de nucleótidos seleccionados entre la siguiente Tabla C que indica en la columna "Región de P2X7R" la región de la secuencia de nucleótidos genómica de P2X7R en la que se produce el reemplazo o deleción, en la columna "Nucleótido" de la Tabla C el nucleótido que se reemplaza por otro nucleótido o los nucleótidos que se delecionan y en la columna "Posición en tipo silvestre" de la Tabla C la posición correspondiente en la secuencia de nucleótidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID Nº: 1.
TABLA C
- (ii)
- un vector que comprende la molécula de ácido nucleico de (i);
- (iii)
- un polipéptido codificado por la secuencia de ácido nucleico de (i)(b) o (i)(d);
- (iv)
- un anticuerpo dirigido específicamente al polipéptido de (iii);
- (v)
- un aptámero que se une específicamente a la molécula de ácido nucleico de (i); y/o
- (vi)
- un cebador o par de cebadores capaces de amplificar específicamente la molécula de ácido nucleico de (i)
para la preparación de una composición de
diagnóstico para la detección de un trastorno afectivo.
2. El uso de la reivindicación 1, donde dicha
molécula de ácido nucleico procede de ratón, rata o ser humano.
3. El uso de la reivindicación 1 ó 2, donde
dicha molécula de ácido nucleico es ADN, ARN, APN o
fosforotioatos.
4. El uso de la reivindicación 1, donde dicho
anticuerpo reacciona específicamente con un epítopo generado y/o
formado por mutación en el canal iónico de apertura por ATP P2X7R,
seleccionado entre el grupo consistente en:
- (i)
- un epítopo presentado específicamente por un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de un canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde el resto R (Arg), G (Gly), E (Glu), L (Leu), R (Arg), I (Ile) o R (Arg) que corresponde a la posición 117, 150, 186, 191, 270, 568 ó 578 del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID Nº: 3 ó 4 se reemplaza por otro resto aminoacídico; y
- (ii)
- un epítopo presentado específicamente por un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos de un canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde se delecionan los aminoácidos correspondientes a las posiciones 488 a 494 del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representado en la SEC ID Nº: 3 ó 4.
5. El uso de la reivindicación 1 ó 4, donde
dicho anticuerpo es un anticuerpo monoclonal.
6. El uso de la reivindicación 1, donde dicho
cebador o par de cebadores se selecciona entre el grupo consistente
en las SEC ID Nº: 52 a 111.
7. El uso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, donde la composición de diagnóstico
opcionalmente comprende además medios adecuados para la
deleción.
8. Un método in vitro para diagnosticar
un trastorno afectivo o la susceptibilidad de padecer un trastorno
afectivo, que comprende la etapa de determinar en una muestra
obtenida a partir de un individuo si la proteína P2XR7 expresada en
las células de dicho individuo está infraexpresada en comparación
con el nivel de proteína P2XR7 de un individuo no afectado.
9. Un método in vitro para diagnosticar
un trastorno afectivo o la susceptibilidad de padecer a un trastorno
afectivo, que comprende la etapa de determinar en una muestra
obtenida a partir de un individuo si la secuencia del gen P2X7R o la
proteína codificada del mismo comprende una mutación en comparación
con la secuencia de P2X7R de tipo silvestre, donde dicha mutación es
una mutación como se ha definido en la reivindicación 1.
10. El método de la reivindicación 9, donde la
aparición de la mutación en el gen del canal iónico de apertura por
ATP P2X7R se determina por PCR o métodos inmunológicos.
11. El uso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 o el método de una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 11, donde dicho trastorno afectivo se
selecciona entre el grupo compuesto por depresión mayor, trastorno
de ansiedad generalizada y trastorno bipolar.
12. El uso o el método de la reivindicación 11,
donde dicha depresión mayor se selecciona entre el grupo compuesto
por depresión mayor, distimia, depresión atípica, trastorno
disfórico premenstrual y trastorno estacional afectivo.
13. El uso o el método de la reivindicación 11,
donde dicho trastorno de ansiedad generalizada se selecciona entre
el grupo compuesto por trastorno de pánico, fobias, agorafobia,
fobia social, fobia específica, trastorno obsesivo compulsivo,
trastorno de estrés postraumático, trastorno de ansiedad de
separación, manía, hipomanía y trastorno ciclotímico.
14. El uso o el método de la reivindicación 11,
donde dicho trastorno bipolar es trastorno bipolar de tipo I o
trastorno bipolar de tipo II.
15. Un método in vitro para diagnosticar
un trastorno afectivo en un individuo, que comprende:
- (a)
- aislar ADN a partir de células obtenidas a partir de un individuo;
- (b)
- determinar toda o parte de la composición de nucleótidos del gen P2X7R; y
- (c)
- analizar dicha composición de nucleótidos de P2X7R con respecto a la presencia de uno o más polimorfismos, mutaciones o variaciones alélicas como se han definido en la reivindicación 1.
16. Un método in vitro para diagnosticar
un trastorno afectivo de un individuo, que comprende:
- (a)
- aislar ARN a partir de células obtenidas de un individuo;
- (b)
- convertir dicho ARN en ADNc;
- (c)
- determinar toda o parte de la composición de nucleótidos del gen P2X7R; y
- (d)
- analizar dicha composición de nucleótidos de P2X7R con respecto a la presencia de uno o más polimorfismos, mutaciones o variaciones alélicas como se han definido en la reivindicación 1.
17. Un método in vitro para diagnosticar
un trastorno afectivo de un individuo que comprende:
- (a)
- aislar ARN o proteínas a partir de células obtenidas de un individuo;
- (b)
- determinar los niveles de ARN o proteína P2X7R; y
- (c)
- comparar los niveles de ARN o proteína P2X7R con los niveles correspondientes de un individuo normal que no padece un trastorno afectivo, donde una infraexpresión de dicho ARN o proteína P2X7R indica un trastorno afectivo.
18. Una composición de diagnóstico para uso en
el diagnóstico de un trastorno afectivo que comprende
- (i)
- la molécula de ácido definida en la reivindicación 1(i)(a) o 1(i)(c) a 1(i)(m), que preferiblemente procede de ratón, rata o ser humano;
- (ii)
- una molécula de ácido nucleico que codifica un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R, donde en el exón indicado en la columna "Exón" de la siguiente Tabla A, el resto aminoacídico indicado en la columna "Resto aminoacídico" de la Tabla A que corresponde a la posición indicada en la columna "Posición en tipo silvestre" de la Tabla A de la secuencia de aminoácidos del canal iónico de apertura por ATP P2X7R de tipo silvestre representada en la SEC ID Nº: 3 ó 4 se reemplaza por otro resto aminoacídico
TABLA A
- (iii)
- una molécula de ácido nucleico que hibrida con la molécula de ácido nucleico definida en (i) o (ii);
- (iii)
- un vector que comprende la molécula de ácido nucleico de (i), (ii) o (iii);
- (iv)
- un polipéptido codificado por la molécula de ácido nucleico definida en (ii) o en la reivindicación 1(i)(d),
- (v)
- un anticuerpo dirigido específicamente al polipéptido de (iv) o el anticuerpo definido en la reivindicación 4 ó 5,
- (vi)
- un aptámero que se une específicamente a la molécula de ácido nucleico de (i), (ii) o (iii); y/o
- (vi)
- un cebador o par de cebadores capaces de amplificar específicamente la molécula de ácido nucleico de (i), (ii) o (iii) o el cebador o par de cebadores definidos en la reivindicación 6.
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