ES2333595T3 - Un metodo para tratamiento y profilaxis. - Google Patents
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Abstract
Un agente que inhibe la actividad del factor que estimula la colonia de granulocito (G-CSF), o el receptor del factor que estimula la colonia de granulocito (G-CSFR) y/o que reduce el nivel de expresión de un gen que codifica dicho G-CSF o GCSFR para el tratamiento o profilaxis de artritis en un sujeto.
Description
Un método para tratamiento y profilaxis.
La presente invención se relaciona de manera
general con un agente para el tratamiento o profilaxis de la
artritis o con el uso de un agente en la fabricación de un
medicamento para tal un propósito. La presente invención
proporciona adicionalmente un método no terapéutico in vivo
utilizando un modelo de animal no humano para detectar agentes
útiles en el tratamiento o profilaxis de la artritis.
Al final de la especificación se listan detalles
bibliográficos de referencias proporcionadas en la especificación
objeto.
La referencia en cualquier técnica anterior en
esta especificación no es, y no se debe tomar como, un
reconocimiento o cualquier forma de sugerencia ya que esta técnica
anterior forma parte del conocimiento general común en cualquier
país.
El factor que estimula la colonia de granulocito
(G-CSF, codificado por el gen CSF-3)
es un factor de crecimiento hematopoyético que regula la producción
de granulocitos (Nicola et al., Nature 314: 625, 1985;
Metcalf International Journal of Cancer 25: 225, 1980; Nicola et
al., Journal of Biological Chemistry 258: 9017, 1983). El
G-CSF media sus afectos a través de la interacción
con el receptor del factor que estimula la colonia de granulocito
(G-CSFR, codificado por el gen
CSFR-3), un miembro de la superfamilia del receptor
de citoquinas tipo I (Demetri et al., Blood 78:
2791-2808, 1991). Las acciones biológicas
principales de GCSF en humanos y ratones, incluyen incrementar la
producción y la liberación de neutrófilos de la médula ósea (Souza
et al., Science 232: 61, 1986; Lord et al., Proc.
Natl. Acad Sci. USA 86:9499-9503, 1989), células
progenitoras hematopoyéticas mobilizantes de la médula en la sangre
periférica (Bungart et al., British Journal of Haematology
22: 1156, 1990; de Haan et al., Blood 86:
2986-2992, 1995; Roberts et al., Blood 89:
2736-2744, 1997), y modular la diferenciación y
funciones efectoras de neutrófilos maduros (Yong et al.,
European Journal of Haematology 49: 251-259, 1992;
Colotta et al., Blood 80: 2012-2020, 1992;
Rex et al., Transfusion 35: 605-611, 1995;
Gericke et al., Journal of Leukocyte Biology 57:
455-461, 1995; Xu et al., British Journal of
Haematology 93: 558-568, 1996; Yong, British
Journal of Haematology 94: 40-47, 1996; Jacob et
al., Blood 92: 353-361, 1998). El
G-CSF se utiliza para tratar neutropenia, así como
también la movilización de células madre hematopoyéticas (HSC) para
trasplante de célula madre autóloga y alogénica (Welte et
al., Blood 88: 1907-1929, 1996).
El uso de G-CSF para la
movilización de HSC puede originar exacerbaciones de artritis
reumatoide (RA) (Snowden et al., Bone Marrow Transplantation
22: 1035-1041, 1998). El G-CSF junto
con los factores de estimulación de colonia, GM-CSF
y M-CSF se producen mediante fibroblastos sinoviales
de humano y condrocitos en respuesta a IL-1 y TNF
in vitro (Leizer et al., Blood 76:
1989-1996, 1990; Hamilton et al., Blood 79:
1413-1419, 1992), y se ha encontrado
G-CSF en el suero y el fluido sinovial de pacientes
RA (Tanabe et al., Rheumatology International 16:
67-76, 1996; Nakamura et al., Clinical and
Experimental Rheumatology 18: 713-718, 2000). Se ha
mostrado distribución sistémica de G-CSF por
exacerbar la artritis inducida por colágeno de murino (CIA) con
severidad e incidencia incrementada de la enfermedad en ratones
DBA/1 (Campbell et al., Journal of Leukocyte Biology 68:
144-150, 2000), así como también un modelo de
transferencia pasiva CIA en ratas (Miyahara et al., Clinical
Immunology and Immunopathology 69: 69-76, 1993). Los
ratones transgénicos G-CSF han incrementado la
resorpción ósea y la formación ósea reducida (Takahashi et
al., Laboratory Investigation 74: 827-834,
1996), lo que indica que el G-CSF puede tener un
papel en el recambio óseo.
El G-CSF es capaz de expandir un
subconjunto de monocito/macrófago e induce citoquinas
antiinflamatorias que pueden proteger contra la endotoxemia en
ratones (Gorgen et al., Journal of Immunology 149: 918,
1992). También se ha reportado que el G-CSF
deteriora las respuestas de célula T alogénica y mitogénica en
humanos y ratones (Foster et al., Transplantation 59: 1557,
1995; Pan et al., Blood 86: 4422, 1995), y por originar un
cambio del perfil de citoquina de célula T hacia la producción de
citoquina Th2, con una reducción correspondiente en la expresión
Th1 IFN-\gamma (Pan et al., 1995,
supra; Franzke et al., Blood 102:
734-739). En estudios de murino, esta desviación de
la producción de citoquina Th2 se ha asociado con protección aguda
contra enfermedad anfitrión versus injerto, encefalomielitis
autoinmune experimental (EAE) y lupus eritematoso sistémico
espontáneo (Pan et al., 1995, supra; Zavala et
al., Journal of Immunology 163: 5125-5132, 1999;
Zavala et al., Journal of Immunology 168:
2011-2019, 2000). Los ratones deficientes en
G-CSF se protegen de glomerulonefritis mediada por
neutrófilo, pero no glomerulonefritis mediada por célula T/macrófago
(Kitching et al., Journal of the American Society of
Nephrologh 13: 350-358, 2000).
El G-CSF es, por lo tanto, una
molécula pleiotrópica con un rango de funciones. Existe una
necesidad para caracterizar más completamente estas funciones y
para aclarar si la modulación de estas funciones puede conducir a
beneficios en la salud.
A través de esta especificación, a menos que el
contexto requiera otra cosa, la palabra "comprende", o
variaciones tal como "que comprende" o "que comprenden",
se entenderá que implica la inclusión de un elemento establecido o
entero o grupo de elementos o enteros pero no la exclusión de
cualquier otro elemento o entero o grupo de elementos o
enteros.
Se estudia el papel de los neutrófilos en un
modelo de artritis de murino. El modelo de murino incluye el uso de
anticuerpos para agotar neutrófilos así como también el uso de un
ratón knockout G-CSF. Se determina que estos
ratones son altamente resistentes a la inducción de artritis aguda,
pero este efecto no parece ser explicado por los conteos menores de
neutrófilos. Se encuentra de forma similar que el
G-CSF puede inducir directamente inflamación de la
articulación mediante la administración local y que el GCSF
sistémico puede sustituir IL-1 en el modelo de
artritis aguda.
La artritis inducida por colágeno (CIA) es un
modelo autoinmune crónico ampliamente utilizado para investigar la
patogenia de la artritis reumatoide (RA) y para la evaluación de
terapias prospectivas. Para examinar el requerimiento de
G-CSF endógeno en la enfermedad de articulación
crónica, se inmunizan ratones G-CSF-/- y tipo
intacto (WT) con colágeno de pollo de Tipo II (CII) En Adyuvante
Completo de Freund (CFA) para inducir CIA. Existe protección
marcada de enfermedad en ratones deficientes en
G-CSF, identificando un papel principal para
G-CSF en CIA. Las respuestas de célula T a CII son
normales en ratones transgénicos G-CSF.
De forma colectiva, esto muestra que el
G-CSF endógeno juega un papel importante en la
artritis inflamatoria. La actividad G-CSF de
descenso, que reduce localmente o sistémicamente los niveles de
G-CSF o inhibe o el descenso del receptor
G-CSF (G-CSFR), se propone por ser
un mecanismo útil para tratar o reducir la severidad de afecciones
inflamatorias tal como artritis inflamatoria crónica y artritis
reumatoide u otras afecciones de enfermedad inflamatoria crónica
inmunocomprometida.
De acuerdo con lo anterior, la presente
invención contempla un uso de un agente que inhibe la actividad de
G-CSF o GCSFR y/o que reduce el nivel de expresión
de un gen que codifica dicho G-CSF o
G-CSFR en la fabricación de un medicamento para la
profilaxis y/o tratamiento de artritis en un sujeto.
La eficacia terapéutica de la administración de
un anticuerpo monoclonal neutralizante (mAb) para
G-CSF se prueba en el modelo de artritis aguda. La
inhibición de G-CSF durante la artritis aguda
resulta en una reducción dependiente de dosis en células de linaje
mieloide en el BM, neutropenia en la sangre periférica y reduce la
infiltración celular de la articulación involucrada.
La presente invención proporciona adicionalmente
un agente que inhibe la actividad de G- CSF o G-CSFR
y/o que reduce el nivel de expresión de un gen que codifica
G-CSF o G-CSFR para el tratamiento o
profilaxis de artritis en un sujeto.
La presente invención proporciona adicionalmente
un método no terapéutico in vivo utilizando un modelo de
animal no humano para identificar agentes capaces de inhibir la
actividad de G-CSF y/o inhibir la interacción de
G-CSF con G-CSFR. Se proporciona una
lista de abreviaturas utilizadas aquí en la Tabla 1.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La Figura 1 es una representación gráfica que
muestra afectos intraarticulares de G-CSF. A. Los
ratones se tratan intraarticularmente con filgrastima
(G-CSF; 0.1, 0.5, o 1 mg), IL-1 (25
ng) o solución salina (vehículo) durante tres días consecutivos y
se examinan histológicamente en el día 3. * P < 0.05; \dagger P
< 0.005 comparado con la solución salina control. B. Se
cuantifican las células exudadas de la articulación en
G-CSF (0.5, 1.5 mg) o articulaciones inyectadas de
IL-1. Existe un exudado prominente de
monocito/macrófago en las articulaciones inyectadas de GCSF. n >
12 articulaciones por grupo.
Las Figuras 2A y B son representaciones gráficas
que muestran que G-CSF es necesario para inflamación
de la articulación inducida por IL-1 local, pero no
para la pérdida de proteoglicano inducida por IL-1.
Se inyectan ratones B6 y G-CSF-l
i.a. con IL-1 (25 ng) en los días 0, 1 y 2, y se
evalúan histológicamente en el día 3 para A. La severidad de las
características destructivas e inflamatorias y B. pérdida de
proteoglicano de cartílago articular. Los resultados son
representativos de la media 6 SEM (clasificados de 5). Los datos son
de 1 de 2 experimentos; n = 14 articulaciones/grupo; * p <
0.05.
Las Figuras 3A y 3B muestran representaciones
gráficas de los efectos sistémicos de filgrastima en vista de
IL-1 en el modelo inducido por
mBSA/IL-1 agudo. Se inyectan ratones B6 i.a. con
mBSA y s.c. en los días 0, 1, 2 con solución salina [barras negras],
IL-1 (250 ng) [barras grises] o filgrastima (15 mg)
[barras blancas]. Se muestran A. Conteos de sangre periférica en el
día 2 y B. el nodo linfático popliteal (LN) y el bazo se pesa en el
día 7. Los datos son representativos de 3 experimentos con n > 5
ratones por grupo. * P < 0.05; \dagger P < 0.01 comparado
con mBSA/solución salina control grupo.
La Figura 4A y 4B ilustra los efectos de
G-CSF sistémico en vista de IL-1 en
el modelo de artritis aguda. Los ratones se inyectan i.a. con mBSA
y s.c. con vehículo de solución salina, IL-1, o G-
CSF y se examinan histológicamente las rodillas infectadas en el
día 7. A. Puntajes histológicos totales de media 6 SEM. B La
histología representativa ilustra la articulación tratada con
mBSA/solución salina con células exudadas mínimas en el espacio de
la articulación (100X), ii articulación tratada con
mBSA/IL-1 con moderación para marcar el exudado y
sinovitis y iii articulación tratada con mBSA/G-CSF
con características inflamatorias moderadas (200X). n \geq 10
articulaciones/grupo/experimento; experimento representativo de
tres. * p < 0.05 comparado con mBSA/controles de solución
salina.
La Figura 5A-C muestra ratones
G-CSF-i/- que son relativamente
resistentes a artritis inducida por mBSA/IL-1. Los
ratones B6 y G-CSF-/- se tratan i.a. con mBSA y s.c.
con IL-1 o solución salina y histológicamente se
evalúan en el día 7. Los histogramas ilustran A puntajes de
severidad histológica total y B pérdida de proteoglicano de
cartílago (mediante teñido de safranina O). C Secciones
representativas que muestran H&E (panel superior) y secciones
de safranina O (panel de fondo) de mBSA/IL-1 tratado
(i, iii) B6 y (ii, iv) ratones G-CSF-/-. n > 6
articulaciones/grupo/experimento; representativo de 3
experimentos.
La Figura 6 muestra gráficas FACS
representativas de poblaciones de leucocito que infiltran el tejido
sinovial de B6 mBSA/solución salina, ratones tratados B6
mBSA/IL-1 y G-CSF-/-
mBSA/IL-1 en los días 3 y 7. Se disecta el sinovio
en A día 3 y B día 7 de más de 6 articulaciones/grupo, disociado en
un cóctel de enzima y luego se tiñe para marcadores específicos. En
A & B, se identifican leucocitos infiltrantes totales mediante
teñido con CD45.2 (A,B; panel superior). Solo se utiliza la
población CD45.2+ para análisis posterior. C el sinovial que se
digiere de ratones tratados B6 mBSA/solución salina, B6
mBSA/IL-1 y G-CSF-/-
mBSA/IL-1 también se adhiere durante la noche y las
células no adheridas se tiñen para la expresión CD4. Los datos son
representativos de 2 experimentos.
La Figura 7A y 7B son representaciones gráficas
que muestran los efectos de eliminación de neutrófilo en artritis
aguda en ratones WT B6 y G-CSF-/-. Los ratones se
tratan antes de la inducción de artritis inducida por
mBSA/IL-1- con un mAb eliminado y neutrófilos o
isotipo de control. A. Análisis de sangre periférica en los días 0,
2 y 7 del modelo de artritis aguda en ratones tratados WT y GCSF-/-
con mAb eliminado de neutrófilo o mAb de isotipo de control. B.
Clasificaciones histológicas totales de ratones tratados WT y
GCSF-/- con anti-mAb de neutrófilo o isotipo de
control. n > 5 articulaciones por grupo * P < 0.05 comparado
con niveles de neutrófilo de ratones mAB de isotipo de control WT.
\dagger P < 0.05 comparado con WT isotipo de control y
clasificaciones totales del grupo de control tratado con
anti-mAb de neutrófilo.
La Figura 8 representaciones gráficas que
muestran CIA deteriorado en ratones
G-CSF-l- comparado con ratones B6.
Los ratones se inyectan intra-dérmicamente en la
base de la cola con CII en CFA y se refuerzan en el día 21. Los
ratones se evalúan clínicamente para la enfermedad del día 21 siendo
clasificada cada pata de 0 (normal) a tres (severo); clasificación
máxima 12 (para detalles ver Ejemplo 8). A. ilustra la incidencia
acumulativa de la enfermedad. B. La severidad clínica de CIA en
ratones B6 y G-CSF-/-. Se agrupan los datos de 3
experimentos; n > 30 ratones por grupo. * P < 0.001 B6
comparado con G-CSF-/-.
La Figura 9 muestra los resultados de evaluación
histológica de CIA en ratones B6 versus G- CSF-/-. Las
articulaciones de cuatro de los ratones más severamente afectados
clínicamente B6 y G- CSF-/- se clasifican de 0 a 3 para severidad
de histopatología. A es una representación gráfica del porcentaje de
articulaciones afectadas normal, suave, moderado y severamente. B
muestra las secciones representativas H&E de i una articulación
no artrítica B6, ii una articulación severamente inflamada B6 CIA y
iii una articulación típica G-CSF-/- que no exhibe
inflamación.
La Figura 10 son representaciones gráficas que
muestran las respuestas de Célula T a CII in vitro en ratones
B6 y G-CSF-/-. Se colocan en placas suspensiones
inguinales LN y se estimulan con CII desnaturalizado. Las células
se pulsan durante las últimas 8 h con [3H] TdR y retoma radioactiva
medida por la evaluación de proliferación de Célula T. A. índice de
estimulación proliferativa en células B6 y GCSF-/- LN. B. Los
sobrenadantes tomados de cultivos se evalúan 64 h para los niveles
de (i) IFN-\gamma y (ii) IL-2 por
ELISA. n > 6 pozos/muestra.
La Figura 11A y B muestra
anti-CII Abs en ratones inmunizados CIA B6 y
G-CSF-/-. Se toma suero en A. día 30 y B. día 62 y
se analiza por ELISA para anti-CII Abs - total IgG,
IgM e isotipos IgG2b, IgG2c, IgG1 y IgG3. Se agrupan los datos de
experimentos; n>30 muestras por grupo. * P < 0.05, \dagger P
< 0.005.
La Figura 12 muestra la representación gráfica
de niveles basales Ig y niveles de IgG no específico total en
neófitos y B6 inmunizado con ratones CII/CFA y
G-CSF-/-. A. Se desangran ratones neófitos B6 y
G-CSF-/- (n=6 ratones/grupo) y se prueban en suero
por ELISA para niveles de circulación total IgG, IgM e isotipos
(IgG2b, IgG2c, IgG1, IgG3 y IgA). B. Día 62 se analiza el suero de
B6 inmunizado con ratones CIA B6 y G-CSF-/- para
IgG total no específico. Los ratones de 3 experimentos separados se
incluyen; n > 16 ratones/grupo; * P < 0.05.
La Figura 13 muestra las respuestas Ab a
antígenos dependientes deT e independientes de T en ratones
G-CSF-/- comparado con ratones B6. Se exponen
ratones B6 y G-CSF-/- con el Ag NP- KLH dependiente
de T precipitado en alum o con el antígeno independiente TEP
DNP-Dextrano en PBS y se desangran en los días
específicos. El grupo NP-KLH se inocula en el día
42. Se analiza el suero por ELISA para la evaluación de A. Respuesta
NP-KLH dependiente de T como se evalúa por los
títulos de i NP2 (total) y iiNP20 (alta afinidad)- IgGI específico,
iiiNP20 Ig2b y BT- independientes DNP-Dextrano
anti-NP IgM. n > 4 ratones por grupo.
La Figura 14 muestra los efectos de
neutralización G-CSF en el modelo de artritis aguda.
Los ratones B6 se tratan con
anti-G-CSF neutralizante (50 y 250
mg) o isotipo de control mAb en los días 0, 1, 2, 3 y 5. Las
representaciones gráficas de A. conteos de neutrófilo de sangre
periférica en los días 4 y 7 (n=5) B. Clasificación macroscópica
clínica media por articulación (fuera de 4) (n=10) C. media de
celularidad de tejido sinovial por articulación de ratón (n=3). D.
Gráficas Dot que muestran neutrófilos infiltrantes (GR1hi CD11 bhi)
y monocito/macrófagos (CD11bhi GR1lo). Los datos son
representativos de un único experimento; * P < 0.01.
La presente invención se predice en parte en la
elucidación adicional del papel de las citoquinas inflamatorias en
el proceso inflamatorio. Más particularmente, el papel de
G-CSF se postula por tener un efecto en las
afecciones inflamatorias tal como inflamación inmunocomprometida
crónica. De acuerdo con la presente invención, por lo tanto, se
propone inhibir la actividad de la citoquina inflamatoria localmente
o sistémicamente y/o descender la expresión de un gen que codifica
una citoquina inflamatoria por ser útil en el tratamiento o
profilaxis de artritis.
De acuerdo con lo anterior, un aspecto de la
presente invención contempla un uso de un agente que inhibe la
actividad de G-CSF o G-CSFR y/o que
reduce el nivel de expresión de un gen que codifica dicho
G-CSF o G-CSFR, en la fabricación
de un medicamento para el tratamiento o profilaxis de artritis en un
sujeto.
La presente invención se dirige particularmente
a G-CSF y sus homólogos y derivados. Con referencia
a "GCSF" o su nombre completo "el factor que estimula la
colonia de granulocito" incluye sus homólogos y derivados. Un
"homólogo" o "derivado" incluye variantes polimórficas de
G-CSF.
De acuerdo con lo anterior, otro aspecto de la
presente invención proporciona un agente para el tratamiento y/o
profilaxis de artritis en un sujeto, dicho agente es un agente que
inhibe la actividad de G-CSF o
G-CSFR y/o que reduce el nivel de expresión del gen
que codifica G-CSF o G-CSFR.
Como se indicó anteriormente, con referencia a
"G-CSF" incluye sus homólogos y derivados.
La administración del agente puede ser sistémica
o local. La administración local es particularmente útil en el
tratamiento de afecciones inflamatorias o localizadas tal como
artritis. Sin embargo, como es probable que el
G-CSF ejerza efectos en las células hematopoyéticas,
la administración sistémica es útil en la modulación del sistema
inmune en general. Con referencia a "sistémico" incluye
administración intra-articular, intravenosa,
intraperitoneal, subcutánea e intratecal así como también
administración por vía de las rutas oral, rectal y nasal.
De acuerdo con lo anterior, en una realización
preferida, la presente invención contempla un uso de un agente que
inhibe la actividad de G-CSF o
G-CSFR y/o que reduce el nivel de expresión del gen
que codifica G-CSF o G-CSFR en la
fabricación de un medicamento para el tratamiento y/o profilaxis de
artritis en un sujeto.
En una realización, la artritis es artritis
inflamatoria, que incluye artritis reumatoide.
Los animales preferidos son mamíferos tal como
humanos y otros primates, seres vivos (por ejemplo ovejas, vacas,
caballos, burros, cerdos), animales para pruebas de laboratorio (por
ejemplo conejos, ratones, hámsteres, conejillos de indias),
animales de compañía (por ejemplo perros, gatos) y animales salvajes
cautivos. Las especies aviares incluyen aves de corral (por ejemplo
pollos, patos, gansos, pavos, gallinetas), aves de juegos (por
ejemplo patos, emús, faisanes) y aves enjauladas. Los humanos son
los animales más preferidos de los primates. Los caballos son
particularmente preferidos entre los animales vivos.
En una realización preferida, por lo tanto, la
presente invención proporciona un uso de un agente que inhibe la
actividad de G-CSF o G-CSFR y/o que
reduce el nivel de expresión del gen que codifica
G-CSF o G-CSFR en la fabricación de
un medicamento para el tratamiento y/o profilaxis de artritis en un
humano.
El agente puede ser proteináceo, no proteináceo
(por ejemplo entidades químicas) o moléculas de ácido nucleico.
Las moléculas proteináceas y no proteináceas
incluyen péptidos, polipéptidos y proteínas, moléculas químicas
pequeñas, grandes o intermedias así como también moléculas
identificadas de la detección del producto natural o la detección
de las colecciones químicas. La detección de producto natural
incluye la detección de extractos o muestras de plantas,
microorganismos, lechos de los ríos, coral, ambientes acuáticos y
ambientes terrestres para moléculas o grupos de moléculas que
tienen un efecto en la actividad G-CSF o el nivel de
la expresión de gen G-CSF. Estas moléculas también
pueden afectar la interacción G-CSF/GCSFR.
Un ejemplo de un agente está en el anticuerpo
para G-CSF o G-CSFR o epítopos de
los mismos. Este se puede utilizar sistémicamente o localmente.
Se prefiere particularmente el uso de
anticuerpos monoclonales debido a la capacidad para producirlos en
grandes cantidades y la homogeneidad del producto. La preparación
de estirpes celulares de hibridoma para la producción de anticuerpo
monoclonal se deriva al originar una estirpe celular inmortal y
linfocitos sensibilizados contra la preparación inmunogénica que se
puede hacer mediante técnicas que son bien conocidas por aquellos
que son expertos en el arte. (Ver, por ejemplo, Douillard y
Hoffman, Basic Facts about Hybridomas, in Compendium of Immunology
Vol. II, ed. by Schwartz, 1981; Kohler y Milstein, Nature 256:
495-499, 1975; Kohler y Milstein, European Journal
of Immunology 6: 511-519, 1976).
Otro ejemplo de un agente útil es una forma
soluble del G-CSFR que compete con la interacción de
G-CSF con la membrana asociada
G-CSFR.
Alternativamente, se pueden detectar agentes por
su capacidad para unir a los materiales genéticos
G-CSF o G-CSFR. En una realización,
G-CSF- o G-CSFR- que codifica cADN o
ADN genómico o mARN transcripto o la porción de los mismos tal como
una etiqueta EST o SAGE se inmoviliza en un soporte sólido tal como
una nanopartícula o microesfera. Los agentes potenciales luego se
ponen en contacto con las moléculas de ácido nucleico inmovilizadas
y la unión detectada por el cambio en la radiación, emisiones,
excitación de átomo, masa y/o densidad.
Una vez identificado, el agente se eluye de la
molécula de ácido nucleico y se caracteriza en más detalle. Por
ejemplo, los agentes que se unen al material genético
G-CSF/G-CSFR pueden inhibir la
expresión (transcripción y/o traducción).
La presente invención se contempla
adicionalmente utilizando análogos químicos de G-CSF
o G-CSFR como antagonistas de G-CSF
o sus receptores. Como se indicó anteriormente, también se pueden
emplear receptores solubles G-CSF.
Los análogos químicos contemplados aquí
incluyen, pero no se limitan a, modificaciones de las cadenas
laterales, incorporación de aminoácidos no naturales y/o sus
derivados para la síntesis de proteína, péptido o polipéptido y el
uso de reticuladores y otros métodos que imponen exigencias
conformacionales en la molécula proteinácea o sus análogos.
Ejemplos de modificaciones de cadena lateral
contemplados por la presente invención incluyen modificaciones de
grupos amino tal como mediante alquilación reductiva por la reacción
con un aldehido luego de la reacción con NaBH_{4}; amidinación
con metilacetimidato; la acilación con anhídrido acético; la
carbamoilación de grupos amino con cianato; trinitrobencilación de
grupos amino con ácido 2,4,6-trinitrobenceno
sulfónico (TNBS); acilación de grupos amino con anhídrido succínico
y anhídrido tetrahidroftálico; y piridoxilación de lisina con
piridoxal-5-fosfato seguido por
reducción con NaBH_{4}.
El grupo guanidina de residuos arginina se puede
modificar mediante la formación de productos de condensación
heterocíclicos con reactivos tal como
2,3-butanediona, fenilglioxal y glioxal.
El grupo carboxilo se puede modificar mediante
la activación de carbodiimida por vía de la formación de
O-acilisourea seguido por derivación posterior, por
ejemplo, a una amida correspondiente.
Los grupos sulfihidrilo se pueden modificar
mediante métodos tal como carboximetilación con ácido yodoacético o
yodoacetamida; oxidación de ácido perfórmico a ácido cisteico; la
formación de una mezcla de disulfuros con otros compuestos tiol;
reacción con maleimida, anhídrido maleico u otra maleimida
sustituida; la formación de derivados mercuriales utilizando
4-cloromercuribenzoato, ácido
4-cloromercurifenilsulfónico, cloruro fenilmercurio,
2-cloromercuri-4-nitrofenol
y otros mercuriales; la carbamoilación con cianato en pH
alcalino.
Los residuos triptofan se pueden modificar
mediante, por ejemplo, oxidación con N- bromosuccinimida o
alquilación del anillo indol con bromuro
2-hidroxi-5-nitrobencilo
o haluros sulfenilo. Los residuos Tirosina por otra parte, se
pueden alterar mediante nitración con tetranitrometano para formar
un derivado 3-nitrotirosina.
La modificación del anillo imidazol de un
residuo histidina se puede llevar a cabo mediante alquilación con
derivados de ácido yodoacético o N-carbetoxilación
con dietilpirocarbonato.
Ejemplos para incorporar aminoácidos no
naturales y derivados durante la síntesis del péptido incluyen, pero
no se limitan a, uso de norleucina, ácido 4-amino
butírico, ácido 4-amino-3-
hidroxi-5-fenilpentanoico, ácido
6-aminohexanoico, ácido
t-butilglicina, norvalina, fenilglicina, ornitina,
sarcosina,
4-amino-3-hidroxi-6-metilheptanoico,
ácido 2-tienil alanina y/o isómeros D de
aminoácidos. Una lista de aminoácidos no naturales contemplados aquí
se muestra en la Tabla 2.
Se pueden utilizar reticuladores, por ejemplo,
para estabilizar las conformaciones 3D, utilizando reticuladores
homo-bifuncionales tal como los ésteres imido
bifuncionales de grupos espaciadores (CH_{2})_{n} con n=1
a n=6, glutaraldehído, ésteres N-hidroxisuccinimida
y reactivos hetero-bifuncionales que contienen
usualmente un grupo funcional reactivo amino tal como
N-hidroxisuccinimida y otro grupo funcional reactivo
específico tal como maleimido o grupo funcional ditio (SH) o
carbodiimida (COOH). Adicionalmente, los péptidos se pueden
restringir conformacionalmente mediante, por ejemplo, la
incorporación de C\alpha y
N\alpha-metilaminoácidos, la introducción de
enlaces dobles entre los átomos C\alpha y C\beta de aminoácidos
y la formación de péptidos cíclicos o análogos al introducir
enlaces covalentes tal como formar un enlace amida entre el terminal
N y C, entre dos cadenas laterales o entre una cadena lateral y el
terminal N o C.
Las moléculas de ácido nucleico tal como ARN o
ADN son particularmente útiles para inducir el silenciamiento
génico mediante mecanismos mediados por anticodificantes. El gen
mediado codificante también se refiere como
co-supresión e involucra un rango de mecanismos que
incluyen la inducción de ARNi.
Los términos "ácido nucleicos",
"nucleótido" y "polinucleótido" incluyen ARN, cADN, ADN
genómico, formas sintéticas y polímeros mezclados, cepas
codificantes y anticodificantes, y se pueden modificar químicamente
o bioquímicamente o pueden contener bases de nucleótido derivadas o
no naturales, como se apreciará fácilmente por aquellos expertos en
la técnica. Tales modificaciones incluyen, por ejemplo, etiquetas,
metilación, substitución de uno o más de los nucleótidos de
ocurrencia natural con un análogo (tal como el anillo morfolino),
modificaciones internucleótido tal como ligados no cargados (por
ejemplo fosfonatos metilo, fosfotriésteres, fosfoamidatos,
carbamatos, etc.), ligados cargado (por ejemplo fosforotioatos,
fosforoditioatos, etc.), grupos funcionales pendientes (por ejemplo
polipéptidos), intercaladores (por ejemplo acridina, psoralen,
etc.), queladores, alquiladores y ligados modificados (por ejemplo
ácidos \alpha-anomérico nucleicos, etc.). También
se incluyen moléculas sintéticas de polinucleótidos imitadores por
su capacidad de unir una secuencia diseñada por vía de la unión de
hidrógeno y otras interacciones químicas. Tales moléculas se conocen
en la técnica e incluyen, por ejemplo, aquellas en las que las
adhesiones de péptido se sustituyen por adhesiones con fosfato en la
estructura de la molécula.
Las secuencias de polinucleótido
anticodificantes, por ejemplo, son útiles en silenciar transcriptos
de la secuencia genética G-CSF o la secuencia
genética G-CSFR. Adicionalmente, los vectores de
polinucleótido que contienen todo o una porción del locus del gen
GCSF se pueden colocar bajo el control de un promotor en la
orientación codificante o anticodificante y se introducen en una
célula. La expresión de tal una construcción codificante o
anticodificante dentro de una célula interfiere con la transcripción
y/o traducción objetivo. Adicionalmente, se puede emplear la co-
supresión (es decir utilizando supresión codificante) y mecanismos
para inducir ARNi o siARN. Alternativamente, las moléculas
codificante y anticodificante se pueden administrar directamente.
En esta última realización, las moléculas codificante y
anticodificante se pueden formular en una composición y luego se
administran mediante cualquier número de medios a la célula
objetivo.
Una variación en las moléculas codificantes y
anticodificantes involucra el uso de morfolinos, que son
oligonucleótidos compuestos de derivados de nucleótido morfolino y
enlaces fosforodiamidato (por ejemplo, Summerton y Weller,
Antisense and Nucleic acid Drug Development 7:
187-195, 1997). Tales compuestos se inyectan en
embriones no humanos y se observa el efecto de interferencia con
mARN.
En una realización, la presente invención emplea
compuestos tal como oligonucleótidos y especies similares para uso
en modular la función o efecto de las moléculas de ácido nucleico
que codifican G-CSF o G-CSFR, es
decir los oligonucleótidos inducen silenciamiento del gen
transcripcional o post-transcripcional. Esto se
lleva a cabo al proporcionar oligonucleótidos que hibridan
específicamente con una o más moléculas de ácido nucleico que
codifican el G-CSF o G-CSFR. Se
pueden proporcionar oligonucleótidos directamente a una célula o se
generan dentro de la célula. Como se utiliza aquí, los términos "
ácido nucleico objetivo" y "molécula de ácido nucleico que
codifica G-CSF o G-CSFR" se han
utilizado por conveniencia para abarcar el ADN, ARN codificado (que
incluye pre-mARN y mARN o porciones de los mismos)
transcritos de tal ADN, y también cADN derivado de tal ARN. La
hibridación de un compuesto de la invención objeto con su ácido
nucleico objetivo se refiere generalmente a "anticodificante".
De manera consecuente, el mecanismo preferido considerado a ser
incluido en la práctica de algunas realizaciones preferidas de la
invención se refiere aquí como "inhibición anticodificante."
Tal inhibición anticodificante se basa típicamente en la hibridación
con base en la unión de hidrógeno de cepas de oligonucleótido o
segmentos de tal manera que por lo menos una cepa o segmento
se divide, se degrada, o de otra forma se presenta inoperable. A
este respecto, se prefiere actualmente las moléculas de ácido
nucleico específicas objetivo y sus funciones para tal inhibición
anticodificante.
Las funciones de ADN que interfieren pueden
incluir replicación y transcripción. La replicación y transcripción,
por ejemplo, puede ser de una plantilla celular endógena, un
vector, una construcción de plásmido u otro. Las funciones del ARN
que interfieren incluyen funciones tal como translocación del ARN en
un sitio de traducción de proteína, translocación del ARN a los
sitios dentro de la célula que están distantes del sitio de la
síntesis de ARN, traducción de la proteína del ARN, corte y empalme
del ARN para producir una o más especies de ARN, y actividad
catalítica o formación de complejo que involucra el ARN que se
pueden enganchar en o facilitar por el ARN.
En el contexto de esta invención,
"hibridación" significa la vinculación de cepas complementarias
de compuestos oligoméricos. En la presente invención, el mecanismo
preferido de vinculación involucra la unión de hidrógeno, que puede
ser unión de hidrógeno Watson-Crick, Hoogsteen o
Hoogsteen inversa, entre bases nucleósido o nucleótido
complementarias (nucleobases) de las cepas de compuestos
oligoméricos. Por ejemplo, la adenina y timina son nucleobases
complementarias que se pueden vincular a través de la formación de
enlaces de hidrógeno. La hibridación puede ocurrir bajo
circunstancias que varía.
Un compuesto anticodificante es específicamente
hibridable cuando la unión del compuesto al ácido nucleico objetivo
interfiere con la función normal del ácido nucleico objetivo para
originar una pérdida de actividad, y existe un grado suficiente de
complementariedad para evitar la unión no específica del compuesto
anticodificante a las secuencias ácido nucleico no objetivo bajo
condiciones en las que se desea la unión específica.
"Complementario" como se utiliza aquí,
se refiere a la capacidad para vinculación precisa entre dos
nucleobases de un compuesto oligomético. Por ejemplo, si una
nucleobase en una cierta posición de un oligonucleótido (un
compuesto oligomérico), es capaz de unir el hidrógeno con una
nucleobase en una cierta posición de un ácido nucleico objetivo,
dicho ácido nucleico objetivo es una molécula de ADN, ARN, o
oligonucleótido, luego la posición de la unión de hidrógeno entre
el oligonucleótido y el ácido nucleico objetivo se considera por ser
una posición complementaria. El oligonucleótido y la molécula de
ADN, ARN, o oligonucleótido adicional son complementarios el uno al
otro cuando se ocupa un número suficiente de posiciones
complementarias en cada molécula mediante nucleobases que pueden
unir a hidrógeno uno con el otro. Así, "específicamente
hibridable" y "complementario" son términos que se utilizan
para indicar un grado suficiente de vinculación precisa o
complementariedad sobre un número suficiente de nucleobases de tal
manera que ocurre la unión específica y estable entre el
oligonucleótido y un ácido nucleico objetivo.
De acuerdo con la presente invención, los
compuestos incluyen compuestos oligoméricos anticodificantes,
oligonucleótidos anticodificantes, ribozimas, oligonucleótidos de
secuencia guía externos (EGS), cortadores alternos, cebadores,
sondas, y otros compuestos oligoméricos que hibridan a por lo menos
una porción del ácido nucleico objetivo. Como tal, estos compuestos
se pueden introducir en la forma de compuestos oligoméricos
monocatenarios, bicatenarios, circulares o de hélice y pueden
contener elementos estructurales tal como protuberancias o hélices
terminales o internas. Una vez introducidos a un sistema, los
compuestos de la invención pueden provocar la acción de una o más
enzimas o proteínas estructurales para efectuar la modificación del
ácido nucleico objetivo. Un ejemplo no limitante de tal una enzima
es ARNsa H, una endonucleasa celular que divide la cepa de ARN de un
dúplex ARN:ADN. Se conoce en la técnica que los compuestos
anticodificante monocatenarios que son "como ADN " provocan la
ARNsa H. La activación de ARNsA H, por lo tanto, resulta en la
división del ARN objetivo, por lo que se mejora grandemente la
eficiencia de la expresión de inhibición de gen mediada por
oligonucleótido. Papeles similares se han postulado para otras
ribonucleasas tal como aquellas en la familia ARNsa III y
ribonucleasa L de enzimas.
Aunque la forma preferida de compuesto
anticodificante es un oligonucleótido anticodificante monocatenario,
en muchas especies de introducción las estructuras bicatenarias,
tal como moléculas de ARN bicatenario (dsARN), se han mostrado por
inducir reducción mediada anticodificante potente y específica de la
función de un gen o sus productos de gen asociados.
En el contexto del objeto de la invención, el
término "compuesto oligomérico" se refiere a un polímero u
oligómero que comprende una pluralidad de unidades monoméricas. En
el contexto de esta invención, el término "oligonucleótido" se
refiere a un oligómero o polímero de ácido ribonucleico (ARN) o
ácido desoxirribonucleico (ADN) o imitadores, quimeras, análogos y
homólogos de los mismos. Este término incluye oligonucleótidos
compuestos de nucleobases de ocurrencia natural, azúcares y ligados
covalentes internuclósido (estructura) así como también
oligonucleótidos que tiene porciones de ocurrencia no natural que
funcionan de forma similar. Tales oligonucleótidos modificados o
sustituidos se prefieren frecuentemente sobre las formas nativas
debido a las propiedades deseables tal como, por ejemplo, retoma
celular mejorada, afinidad mejorada para un ácido nucleico objetivo
y estabilidad incrementada en la presencia de nucleasas.
Aunque los oligonucleótidos son una forma
preferida de los compuestos de esta invención, la presente invención
comprende otras familias de compuestos así como también, que
incluye pero no se limita a análogos de oligonucleótido e
imitadores tal como aquellos descritos aquí.
El marco de lectura abierto (ORF) o "región
codificante" que se conoce en la técnica se refiere a la región
entre el codón de inicio de traducción y la región de finalización
de traducción, es una región que se puede objetivar efectivamente.
Dentro del contexto de la presente invención, una región es la
región intragénica que abarca el codón de inicio y finalización de
traducción del marco de lectura abierta (ORF) de un gen.
Otras regiones efectivas incluyen la región 5'
no traducida (5'UTR), conocida a la técnica para referirse a la
porción de un mARN en la dirección 5' del codón de inicio de
traducción, y así que incluye nucleótidos entre el sitio de
casquete 5' y el codón de inicio de traducción de un mARN (o
nucleótidos correspondientes en el gen), y la región 3' no
traducida (3'UTR), conocido en la técnica para referirse a la
porción de un mARN en la dirección 3' del codón de finalización de
traducción, y así incluye nucleótidos entre el codón de
finalización de traducción y el extremo 3'de un mARN(o
nucleótidos correspondientes del gene). El sitio de casquete 5' de
un mARN comprende un residuo guanosina metilado N7 unido al mayor
residuo 5 del mARN por vía de un ligado de 5'-5'
trifosfato. La región de casquete 5' de un mARN se considera que
incluye la estructura de casquete 5' en sí misma así como también
los primeros 50 nucleótidos adyacentes al sitio del casquete.
También se prefiere la región de casquete 5' objetivo.
Aunque algunos transcriptos eucarióticos de mARN
se trasladan directamente, muchos contienen una o más regiones,
conocidas como "intrones", que se cortan de un transcripto
antes de que este se traslade. Las regiones restantes (y, por lo
tanto, traducidas) se conocen como "exones" y cortan y empalman
para formar una secuencia de mARN continua. Los sitios de corte y
empalme objetivo, es decir uniones de intrón-exón o
uniones de exón-intrón, también pueden ser
particularmente útiles en situaciones donde está implicado el corte
y empalme aberrante en la enfermedad, o cuando una sobreproducción
de un producto particular de corte y empalme está implicada en la
enfermedad. Las uniones de fusión aberrante debidas a las
redisposiciones o eliminaciones también son sitios objetivo
preferidos. Los transcriptos mARN producidos por vía del proceso de
corte y emplame de dos (o más) mARN de diferentes fuentes de gen se
conocen como "transcriptos de fusión". También se conoce que
los intrones se pueden objetivar efectivamente utilizando compuestos
anticodificantes objetivados en, por ejemplo, ADN o
pre-mARN.
Como se conoce en la técnica, un nucleósido es
una combinación de azúcar y base. La porción base del nucleósido es
normalmente una base heterocíclica. Las dos clases más comunes de
tales bases heterocíclicas son las purinas y las pirimidinas. Los
nucleótidos son nucleósidos que incluyen adicionalmente un grupo
fosfato unido covalentemente a la porción de azúcar del nucleósido.
Para aquellos nucleósidos que incluyen un azúcar pentofuranosilo, el
grupo fosfato se puede unir al grupo funcional hidroxilo 2', 3' o
5' del azúcar. En oligonucleótidos formados, los grupos fosfato se
unen covalentemente adyacentes los nucleósidos uno al otro para
formar un compuesto polimérico lineal. A su vez, los extremos
respectivos de su compuesto polimérico lineal se pueden unir
adicionalmente para formar un compuesto circular, sin embargo, se
prefieren generalmente los compuestos lineales. Adicionalmente, los
compuestos lineales pueden tener complementariedad de nucleobase
interna y pueden, por lo tanto, plegar en una forma para producir
compuesto parcialmente o completamente bicatenario. Dentro de los
oligonucleótidos, los grupos fosfato se refieren comúnmente como
formación de estructura internucleósido del oligonucleótido. El
ligado normal o la estructura de ARN y ADN es un ligado fosfodiéster
3' a 5'.
Para el suministro tópico de compuestos
anticodificantes, estos oligonucleótidos pueden contener estructuras
modificadas o ligados internucleósido no naturales. Como se define
en esta especificación, los oligonucleótidos que tienen estructuras
modificadas incluyen aquellos que retienen un átomo fosforoso en la
estructura y aquellos que no tienen un átomo fosforoso en la
estructura. Para los propósitos de esta especificación, y como se
referencia algunas veces en la técnica, los oligonucleótidos
modificados que no tienen un átomo de fósforo en su estructura de
internucleósido también se pueden considerar por ser
oligonucleósidos.
Las estructuras de oligonucleótido modificadas
preferidas que contienen un átomo fosforoso allí incluyen, por
ejemplo, fosforotioatos, fosforotioatos quirales, fosforoditioatos,
fosfotriésteres, aminoalquilfosfotriésteres, metilo y otros
fosfonatos alquilo que incluye fosfonatos
3'-alquileno, fosfonatos
5'-alquileno y fosfonatos quirales, fosfinatos,
fosforamidatos que incluye 3'-amino fosforamidato y
aminoalquilfosforamidatos, tionofosforamidatos,
tionoalquilfosfonatos, tionoalquilfosfotriésteres, selenofosfatos y
boranofosfatos que tienen ligados normales 3'-5,
análogos ligados 2'-5' de estos, y aquellos que
tiene polaridad invertida en donde uno o más ligados de
internucleótido es un ligado 3' a 3', 5' a 5' o 2' a 2'. Los
oligonucleótidos preferidos que tienen polaridad invertida
comprenden un ligado único 3' a 3' en el ligado de nucleótido mayor
3' es decir un residuo de nucleósido invertido único que puede ser
abásico (la nucleobase se pierde o tiene un grupo hidroxilo en lugar
de este). También se incluyen varias sales, sales mezcladas y
formas de ácido libre.
En una realización alternativa, las
construcciones genéticas que incluyen ADN "vacunas" se utilizan
para generar las moléculas codificante y anticodificante de células
de mamífero. Adicionalmente, muchas de las características
preferidas descritas anteriormente sin apropiadas para las moléculas
de ácido nucleico codificantes.
Agentes identificados de acuerdo con la presente
invención se suministran convenientemente en las composiciones
farmacéuticas.
Fácilmente concebible por un experto en la
técnica en claridad de la descripción anterior será una composición
que comprende un modulador de la actividad G-CSF o
la interacción entre G-CSF y G-CSFR
o un modulador de la expresión de G-CSF/GCSFR,
dicho compuesto comprende adicionalmente uno o más portadores y/o
diluyentes farmacéuticamente aceptables.
Las formas de composición adecuadas para uso
inyectable incluyen soluciones acuosas estériles (en donde son
solubles en agua) y polvos estériles para la preparación
extemporánea de soluciones inyectables estériles. Esto puede ser
estable bajo condiciones de fabricación y almacenamiento y se puede
preservar contra la acción contaminante del microorganismo tal como
bacteria y hongo. El portador puede ser un medio disolvente o de
dilución que comprende, por ejemplo, agua, etanol, poliol (por
ejemplo, glicerol, propilenglicol y polietilenglicol líquido, y
similares), mezclas adecuadas de los mismos y aceites vegetales. Se
mantiene la fluidez propia, por ejemplo, mediante el uso de
tensoactivos. Las prevenciones de la acción del microorganismo se
pueden llevar cerca mediante varios agentes
anti-bacterianos y anti-fúngicos,
por ejemplo, parabenos, clorobutanol, fenol, ácido sórbico,
tirmerosal y similares. En muchos casos, será preferible incluir
agentes isotónicos, por ejemplo, azúcares o cloruro de sodio. La
absorción prolongada de las composiciones inyectables se puede
llevar cerca mediante el uso en las composiciones de agentes que
retrasan la absorción, por ejemplo, monoestearato de aluminio y
gelatina.
Las soluciones inyectables estériles se preparan
al incorporar los compuestos activos en la cantidad requerida en el
disolvente apropiado con el ingrediente activo y opcionalmente otro
ingrediente activo como se requiera, seguido por esterilización
filtrada u otro medio apropiado de esterilización. En el caso de
polvos estériles para la preparación de soluciones inyectables
estériles, los métodos adecuados de preparación incluyen técnica de
secado por vacío y secado por congelamiento que produce un polvo del
ingrediente activo más cualquier ingrediente adicionalmente
desea-
do.
do.
Cuando el modulador se protege de manera
adecuada, este se puede administrar oralmente, por ejemplo, con un
diluyente inerte o con un portador comestibleasimilable, o este se
puede encerrar en cápsulas de gelatina dura o blanda, o se puede
comprimir en comprimidos, o este se puede incorporar directamente
con el alimento de la dieta o se administra por vía de leche de
mama. Para la administración terapéutica oral, el ingrediente
activo se puede incorporar con excipientes y se utiliza en la forma
de comprimidos injeribles, comprimidos bucales, pastillas,
cápsulas, elíxires, suspensiones, jarabes, wafers y similares. Tales
composiciones y preparaciones deben contener por lo menos 1% en
peso del modulador. El porcentaje de las composiciones y
preparaciones puede, por supuesto, variar y puede estar
convenientemente entre aproximadamente 5 a aproximadamente 80% del
peso de la unidad. La cantidad del modulador en tales composiciones
terapéuticamente útiles es de tal manera que se obtendrá una
dosificación adecuada. Las composiciones o preparaciones preferidas
de acuerdo con la presente invención se preparan ya que una forma
de dosificación unitaria oral contiene entre aproximadamente 0.1 mg
y 200 mg del modulador. Las cantidades de dosificación alternativas
incluyen de aproximadamente 1 mg a aproximadamente 1000 mg y de
aproximadamente 10 mg a aproximadamente 500 mg. Estas dosificaciones
pueden ser por individuo o por kg de peso corporal. La
administración puede ser por hora, día, semana, mes o año.
Los comprimidos, pastillas, píldoras, cápsulas,
cremas y similares también pueden contener los componentes como se
lista adelante. Un aglutinante tal como goma, acacia, almidón de
maíz o gelatina; excipientes tal como difosfato de calcio; un
agente desintegrante tal como almidón de maíz, almidón de papa,
ácido algínico y similares; un lubricante tal como estearato de
magnesio; y un agente endulzante tal como sacarosa, lactosa
o sacarina se puede agregar o un agente saborizante tal como menta,
aceite de gaulteria o sabor a cereza. Cuando la forma de
dosificación unitaria es una cápsula, esta puede contener,
adicionalmente materiales del tipo anterior, un portador líquido.
Varios otros materiales pueden estar presentes como recubrimientos o
de otra forma para modificar la forma física de la dosificación
unitaria. Por ejemplo, los comprimidos, píldoras o cápsulas se
pueden recubrir con shellac, azúcar o ambos. Un jarabe o elixir
puede contener el compuesto activo, sacarosa como un agente
endulzante, metilo y propilparabenos como conservantes, un tinte y
saborizante tal como sabor a cereza o naranja. Por su puesto,
cualquier material utilizado para preparar cualquier forma de
dosificación unitaria debe ser farmacéuticamente puro y
sustancialmente no tóxico en las cantidades empleadas.
Adicionalmente, los compuestos activos se pueden incorporar en
preparaciones y formulaciones de liberación sostenida.
Los portadores farmacéuticamente aceptables y/o
diluyentes incluyen cualquiera y todos los disolventes, medios de
dispersión, recubrimientos, agentes antibacterianos y antifúngicos,
agentes isotónicos y que retrasan la absorción y similares. El uso
de tales medios y agentes para las sustancias farmacéuticas activas
es bien conocido en la técnica y salvo en la medida como cualquier
medio convencional o agente es incompatible con el modulador, se
contempla su uso en las composiciones terapéuticas. También se
pueden incorporar compuestos activos complementarios en las
composiciones.
Aunque la administración puede ser por cualquier
medio, se prefiere particularmente la administración
intra-articular o subcutánea para el tratamiento de
artritis.
Un experto en la técnica puede en claridad de lo
anterior prever que tal una composición puede también comprender
moléculas genéticas tal como un vector capaz de transfectar la
célula objetivo cuando el vector lleva una molécula de ácido
nucleico capaz de codificar un modulador, cuando el modulador es una
molécula proteinácea. El vector puede, por ejemplo, ser un vector
vírico. A este respecto, uno puede concebir un rango de terapias de
gen que incluyen aislar ciertas células, manipular genéticamente y
regresar la célula al mismo sujeto o sujeto similar o relacionado
genéticamente.
La presente invención proporciona adicionalmente
un método no terapéutico in vivo que utiliza un modelo de
animal no humano para detectar agentes capaces de inhibir la
actividad de G- CSF y/o inhibir la interacción de
G-CSF con G-CSFR, dicho método
comprende administrar un agente inhibidor putativo a un animal no
humano genéticamente modificado que se ha modificado para producir
bajos niveles de G-CSF o G-CSFR con
relación a un animal no modificado genéticamente de la misma
especie, en donde dicho agente se identifica por tener
interactividad con G-CSF o G-CSFR
mediante el agente que tiene un efecto fisiológico detectable en un
animal tipo intacto de la misma especie, pero un efecto reducido en
un animal que exhibe expresión reducida de G-CSF y/o
G-CSFR. Adicionalmente, en animales con niveles
reducidos de G-CSF, otras citoquinas o moléculas
endógenas pueden emerger para compensar la ausencia de
G-CSF. Esto luego llega a objetivar las moléculas
terapéuticas adicionales.
Para uso en este aspecto, se puede construir un
animal modificado genéticamente en donde dicho animal produce
cantidades bajas de G-CSF o G-CSFR.
El animal no humano modificado genéticamente puede ser un ratón,
rata, conejillo de indias, conejo, cerdo, oveja o cabra.
En conexión con tal un animal no humano
modificado genéticamente, un experto en la técnica puede en claridad
de la descripción anterior prever un vector objetivo útil para
inactivar un gen que codifica G-CSF o
G-CSFR, dicho vector objetivo comprende dos
segmentos de material genético que codifica dicho
G-CSF o G-CSFR que flanquea un
marcador seleccionable positivo en donde dicho vector efectivo se
puede transfectar en células madre embriónicas no humanas (ES) y el
marcador se selecciona para generar una célula ES no humana en la
que el gene que codifica dicho G-CSF o G- CSFR se
inactiva mediante recombinación homóloga.
Tales células ES no humanas pueden ser de
ratones, ratas, conejillos de indias, cerdos, ovejas o cabras.
Tal un vector objetivo se puede utilizar en la
fabricación de un animal no humano modificado genéticamente
sustancialmente incapaz de producir G-CSF o
G-CSFR.
El vector puede ser ADN. Un marcador
seleccionable en el vector objetivo permitiría la selección de
células objetivo que se han incorporado establemente al ADN
objetivo. Esto es especialmente útil cuando se emplean técnicas de
transformación relativamente bajas en eficiencia tal como
electroporación, precipitación con fosfato de calcio y fusión de
liposoma en donde típicamente menos de 1 en 1000 células ha
incorporado establemente el ADN exógeno. Utilizando métodos
altamente eficientes, tal como microinyección en el núcleo,
típicamente de 5-25% de las células se incorporará
al ADN objetivo; y esto es, por lo tanto, factible para detectar las
células objetivo directamente sin la necesidad de seleccionar
primero la integración estable de un marcador seleccionable. Se
puede emplear ADN isogénico o no isogénico.
Ejemplos de marcadores seleccionables incluyen
genes que confieren resistencia a los compuestos tal como
antibióticos, genes que confieren la necesidad de hacer crecer
sustratos seleccionados, genes que codifican proteínas que producen
señales detectables tal como luminiscencia. Una amplia variedad de
tales marcadores se conocen y están disponibles, que incluye, por
ejemplo, genes resistentes a antibiótico genes tal como gen
resistente a la neomicina (neo) y el gen resistente a la
higromicina (hyg). Marcadores seleccionables también incluyen genes
que confieren la capacidad de hacer crecer en cierto medio sustratos
tal como el gen tk (quinasa timidina) o el gen hprt
(fosforibosiltransferasa hipoxantina) que confiere la capacidad de
hacer crecer en medio HAT (hipoxantina, aminopterina y timidina); y
el gen bacteriano gpt (guanina/xantina fosforibosiltransferasa) que
permite crecer en medio MAX (ácido micofenólico, adenina y xantina).
Otros marcadores seleccionables para uso en células de mamífero y
plásmidos que llevan una variedad de marcadores seleccionables como
se describe en Sambrook et al., Molecular Cloning - A
Laboratory Manual, Cold Spring Harbour, New York, USA, 1990.
La ubicación preferida del gen marcador en la
construcción objetivo dependería de la ayuda del gen objetivo. Por
ejemplo, si la ayuda es la interrupción de la expresión del gen
objetivo, luego el marcador seleccionable se puede clonar en ADN
objetivo que corresponde a la secuencia codificante en el ADN
objetivo. Alternativamente, si la ayuda es expresar un producto
alterado del gen objetivo, tal como una proteína con una sustitución
de aminoácido, entonces la secuencia codificante se puede modificar
para codificar la sustitución, y el marcador seleccionable se puede
poner fuera de la región codificante, por ejemplo, en un intrón
cercano.
El marcador seleccionable puede depender de su
propio promotor para expresión y el gen marcador se puede derivar
de un organismo muy diferente al organismo que es objetivo (por
ejemplo genes marcadores procarióticos utilizados en células de
mamífero objetivo). Sin embargo, sería preferible reemplazar el
promotor original con maquinaria transcripcional conocida por
funcionar en la receptora. Un gran número de regiones de inicio
transcripcional están disponibles para todos los propósitos que
incluyen, por ejemplo, promotores metalotioneina, promotores
quinasa timidina, promotores \beta-actina,
promotores inmunoglobulina, promotores SV40 y citomegalovirus
humanos. Un ejemplo ampliamente utilizado es el neoplásmido pSV2 que
tiene gen fosfotransferasa neomicina bajo el control del promotor
temprano SV40 y confiere en las células de mamífero resistencia a
G418 (un antibiótico relacionado a la neomicina). Un número de
otras variaciones se puede emplear para mejorar la expresión de los
marcadores seleccionables en células de animal, tal como la adición
de una secuencia poli (A) y la adición de las secuencias de inicio
de traducción sintéticas. Se pueden utilizar promotores
constitutivos e inducibles.
El ADN se puede modificar mediante recombinación
homóloga. El ADN objetivo puede estar en cualquier organelo de la
célula de animal que incluye el núcleo y la mitocondria y puede ser
un gen intacto, un exón o intrón, una secuencia reguladora o
cualquier región entre genes.
El ADN homólogo es una secuencia de a ADN que es
por lo menos 70% idéntica con una secuencia de ADN de referencia.
Una indicación que dos secuencias son homólogas es que ellas
hibridarán con una con la otra bajo condiciones exigentes (Sambrook
et al., 1990, supra).
La presente invención contempla adicionalmente
la co-supresión (es decir, supresión codificante) y
supresión anticodificante para subregular la expresión de
G-CSF o G-CSFR en el contexto del
uso de un agente mencionado anteriormente en la fabricación de un
medicamento para el tratamiento o profilaxis de artritis, o para el
tratamiento o profilaxis de artritis. Esto también puede ocurrir en
un animal no humano objetivo tal como para generar un modelo de
enfermedad, en cuyo caso los animales no humanos genéticamente
modificados también pueden producir grandes cantidades de
G-CSF o G-CSFR. Por ejemplo, la
sobreexpresión de G-CSF o G-CSFR
normal puede producir efectos negativos dominantes y puede llegar a
ser útil en modelos de enfermedad.
De acuerdo con lo anterior, un experto en la
técnica puede contemplar un animal no humano genéticamente
modificado que sobreexpresa una secuencia genética que codifica
G-CSF o G-CSFR.
Un animal no humano genéticamente modificado
incluye un animal transgénico, o un animal
"knock-out" o
"knock-in".
La presente invención se describe adicionalmente
mediante los siguientes Ejemplos no limitantes. Se obtienen ratones
C57BL/6 (B6; tipo natural, [WT]) de Suministros animales del Walter
and Eliza Hall Institute (WEHI) (Victoria, Australia). Se obtienen
ratones deficientes de G-CSF (G- CSF-/-) del Ludwig
Institute for Cancer Research, Victoria, Australia y se producen
mediante interrupción objetivo del gen Cysf3 en células madre
embriónicas 129/OLA (ES), que se inyectan en blastocitos B6
(Lieschke et al., Blood 84: 1737-1746, 1994).
Los ratones se cruzaron nuevamente más de veinte generaciones en el
B6 antecedente. Todos los ratones tienen \geq 8 semanas de edad
al momento del experimento, se alimentan con concentrado para roedor
estándar y agua ad libitum y se alojan (\leq 6
ratones/jaulas) en jaulas recubiertas con serrín. Se aprueban todos
los procedimientos de animal por el Comité de Ética
Institucional.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento se basa en lo descrito
previamente (Lawlor et al., Arthritis and Rheumatism 44:
442-450, 2001). Se anestesian ratones y se inyectan
intra-articularmente en la articulación de la
rodilla con 10 ml de 20 mg/ml mBSA (Sigma, St Louis, MO). Las
articulaciones de control reciben el mismo volumen de vehículo
(solución salina normal). Los ratones luego se inyectan
subcutáneamente (s.c.) en la almohadilla de la pata trasera con 20
ml de 12.5 mg/ml IL-1\beta humano recombinante
(Actividad Específica 5 x 10^{8} U/mg; Amgen, Thousand Oaks, CA)
en solución salina normal/0.5% (v/v) suero normal de ratón
(vehículo) y la inyección se repite en los siguientes 2 días.
Se sacrifican los ratones en el día 7 (o en
puntos de tiempo indicados), se cortan las articulaciones de la
rodilla y se fijan en 10% (v/v) de formalina amortiguada neutra
durante por lo menos 2 días, se descalcifican y se procesan con
parafina. Se cortan las secciones de tejido frontales (4 mm) en 4
profundidades aproximadamente 100 mm aparte y se tiñen con
hematoxilina y eosina (H&E) para evaluar la patología de la
articulación.
Se desarrolla evaluación de artritis cegada a
los grupos experimentales. Se evalúan en cinco componentes de
artritis, es decir exudado de espacio de articulación, sinovitis,
formación de pannus, degradación ósea y de cartílago. Estos se
gradúan para severidad de 0 (normal) a 5 (severo). Con base en las
clasificaciones histológicas, se clasifican las articulaciones como
lo demuestra la artritis inflamatoria si existe una clasificación
de exudad de 1 o más y clasificación de sinovitis de 2 o más. Se
clasifica la artritis destructiva como una clasificación de 2 o más
para pannus y 1 o para degradación ósea y/o de cartílago. También se
calcula la clasificación de severidad histológica media general,
con una clasificación posible máxima por articulación de of25
(Lawlor et al., 2001, supra). Se preparan secciones
teñidas con Safranina O y se evalúan en forma cegada para la pérdida
de proteoglicano de cartílago.
\vskip1.000000\baselineskip
Se emulsifica colágenode pollo tipo II (CII;
Sigma) disuelto en 10 mM de ácido acético durante la noche a 4ºC en
una concentración de 2 mg/ml, en un volumen igual de adyuvante
completo de Freund (CFA), preparado a 5 mg/ml al agregar
tuberculosis Micobacterium muerta por calor (cepa H37 Ra; Difco
Laboratories, Detroit, MI, USA) al adyuvante incompleto de Freund
(Difco). Los ratones se inyectan intra-dérmicamente
(i.d.) en varios sitios en la base de la cola con 100 ml de la
emulsión y esto se repite 21 días después.
Los animales se monitorean para eritema e
hinchamiento de los miembros y una clasificación clínica dada a
cada ratón 3 veces a la semana durante hasta 40 días. El sistema de
clasificación es como se describió previamente (Campbell et
al., European Journal of Immunology 30:
1568-1575), donde 0 = normal, 1 = ligera hinchazón,
2 = hinchazón extensa y 3 = distorsión de la articulación y/o
rigidez y la clasificación máxima por ratón es 12. Se completan las
evaluaciones clínicas mediante dos investigaciones independientes
cegadas a los grupos experimentales. En el sacrificio, se remueven
las patas, se fijan, se descalcifican y se procesan por parafina
embebida como se describió anteriormente. Se evalúan las secciones
teñidas con H&E (5 mm) de las patas delantera y trasera de
cuatro ratones con las clasificaciones clínicas más altas como se
describió previamente (Campbell et al., 2000, supra).
En el día 30 y el día del sacrificio (día 62), se toma sangre para
la determinación de suero anti-CII Ab.
\vskip1.000000\baselineskip
Los ratones reciben diariamente inyección i.a.
de 10 ml de IL-1 (25 ng) o G-CSF
humano recombinante (rHuG-CSF; 0.1, 0.5, 1 y 1.5
mg) o vehículo (solución salina; normal solución salina/0.5% (v/v)
suero normal de ratón (vehículo) en los días 0, 1 y 2. Los ratones
se sacrifican en el día 3 y las articulaciones se evalúan
histológicamente en secciones teñidas con H&E.
Los ratones se inyectan i.a. con mBSA y se
tratan s.c. en la almohadilla de la pata en los días
0-2 con IL-1 (250 ng) o rHuGCSF
[filgrastima] (15 mg) o vehículo de control. Los ratones se
sacrifican en el día 7 como se describió anteriormente.
Se tratan ratones WT (B6) y
G-CSF-/- intra-peritonealmente 2
días antes de inducción de la enfermedad y en los días 0 a 2 con
0.6 mg anticuerpo monoclonal eliminado de neutrófilo (mAb), RB6.8C5
o isotipo de control mAb GL121. Los ratones luego se tratan
diariamente en los días 3 a 6 con 0.5 mg de mAb. La sangre
periférica se analiza por conteos de neutrófilo en los días 0, 2 y
7 mediante análisis de conteo celular diferencial.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cosechan ganglios linfáticos inguinales (LN)
de ratones (n > 5 ratones/experimento) inmunizados para CIA,
52-62 días después de la inyección primaria. Se
preparan suspensiones celulares únicas en RPMI que contiene
2-mercaptoetanol (50 mM) y 5% (vol/vol) suero bovino
fetal (FCS). Se colocan en placas células LN (2 x 10^{5} células)
en 200 ml en una placa de 96 pozos de fondo redondo (Becton
Dickinson Labware, Franklin Lakes, New Jersey, USA) y se estimulan
con 0-100 mg/ml de CII desnaturalizado (hervido en
10 minutos). Se incuban células durante 72 horas a 37ºC (5%
CO_{2}), los sobrenadantes se toman en 20 y 48 horas, y se pulsan
para las 8 h finales con 1 mCi [^{3}H] timidina. Se cosechan
células con un Cosechador Celular Inotech (Inotech) y la
incorporación de [^{3}H] timidina se mide como una medición de
proliferación de Célula T utilizando un contador de centelleo de
microplaca (Canberra Packard, Victoria, Australia). Se toman
alícuotas de los sobrenadantes celulares a 20 y 48 horas.
Se cortan tejidos blandos adheridos y rítula de
ratones B6 tratados con mBSA/solución salina y ratones B6 y
G-CSF-/- tratados con mBSA/IL-1- en
los días 3 y 7. Se descargan los fragmentos de músculo, grasa y
hueso, el sinovio se picó en piezas de 2-mm y se
digieren en una suspensión celular única utilizando 2.4 mg/ml
dispasa II (Boehringer, Mannheim, Alemania), 1 mg/ml de colagenasa
tipo II (Sigma), y 100 mg/ml ADNsa I (Boehringer Mannheim,
Indianapolis, USA) en RPMI 1640. La suspensión se agita gentilmente
a 37ºC durante 45 min y luego se lava a través de un teñido celular
de 70 mM nylon r (Falcon) con 10% [v/v] FCS en RPMI. Se desarrollan
conteos celulares antes del teñido de la célula. Se bloquea el
teñido no específico utilizando Fc\gammaRIIb/III antiratón de
rata (CD16/CD32; clon 2.4G2; American Tipo Culture Collection
(ATCC), Manassas, Virginia, USA). Se tiñen los leucocitos
utilizando CD45.2 antiratón de rata biotinilado (PharMingen, San
Diego, California, USA) y estreptavidina tricolor fluorocromo
(SA-TRI) (Caltag) y combinaciones de Ab listado
adelante en el Ejemplo 12. Las células digeridas sinoviales
también se adhieren durante la noche a 37ºC, 5% de CO_{2} para
recuperar la expresión de los marcadores tal como CD4 que se dividen
mediante dispasa. Se recolectan células no adheridas en 2% v/v FCS
en PBS y se tiñen para clasificación de la célula activada por
fluorescencia (FACS).
\vskip1.000000\baselineskip
Se miden IFN-\gamma,
IL-4 y IL-2 en sobrenadantes de
Célula T mediante captura ELISA utilizando anticuerpos monoclonales
vinculados, de acuerdo con las instrucciones del fabricante
(Pharmingen).
Se analizan secciones de articulación teñidas
con H&E (n = 2 profundidad de de sección por articulación) para
la composición exudada al cuantificar leucocitos polimorfonucleares,
monocito/macrófagos y linfocitos en áreas de 5 rejillas de exudado
de espacio de articulación focal en alta magnificación (1000x).
\vskip1.000000\baselineskip
Se desarrollan ELISA para detectar Abs a CII
como se describió previamente (Campbell et al., 2000,
supra). Se utilizan antisuero de IgG antiratón de cabra
conjugada con peroxidasa de rábano (Sigma Chemical Co.), IgG2b,
IgG2c, IgG1, IgG3 o IgM (Southern Biotechnology Associates,
Birmingham, Alabama, USA) como detección de Abs. Se construyen
curvas estándar de suero agrupado de ratones DBA/1 hiperinmunizados
utilizando unidades arbitrarias.
El suero Abs de sangre del seno orbital de
neófitos y ratones inmunizados CII/CFA se capturan con Abs relevante
para IgG, IgM, IgG2c, IgG2b, IgG1, IgG3 y IgA total y se detectan
utilizando Abs conjugado con peroxidasa de rábano (HRP) (Southern
Biotechnology Associates, Birmingham, Alabama, USA).
\vskip1.000000\baselineskip
La sangre periférica se obtiene de ratones
mediante venisección de plexo retro-orbital en los
días 0, 3 y 7 del modelo de artritis aguda, y se recolecta en tubos
recubiertos con EDTA. El BM se lava de un fémur por ratón en 3%
[v/v] suero de becerro fetal (FCS)/solución salina amortiguada con
fosfato (PBS). Se desarrollan conteos de leucocito total y análisis
diferencia utilizando un Sistema de Hematología Advia 120 (Bayer
Diagnostics, Tarrytown, New York, USA). También se hacen conteos
manuales BM en citospinas (1x10^{5} células centrifugadas en un
portaobjetos para microscopio a 1200 rpm durante 7 min).
\vskip1.000000\baselineskip
Primero se investiga si el factor que estimula
la colonia de granulocito (G-CSF) tiene propiedades
pro-inflamatorias en las articulaciones mediante
inyección intra-articular de
rHuG-CSF (0.1, 0.5, & 1 mg) en la articulación
de la rodilla de ratones tipo intacto (WT) C57BL/6 durante tres días
consecutivos. Los controles incluyen inyección
intra-articular de IL-1
(IL-1; 25 ng) y vehículo (0.5% [v/v] suero normal de
ratón en solución salina normal). En el día 3 las articulaciones se
toman para evaluación histológica. Se encuentra que la inflamación
inducida por G-CSF es una forma dependiente de dosis
(Figura 1), aunque la respuesta es menos significativa que la
inducida con IL-1. Este resultado muestra que el
G-CSF exógeno tiene efectos
pro-inflamatorios dentro de la articulación
normal.
\vskip1.000000\baselineskip
Para investigar el involucramiento de
G-CSF en modular los efectos inflamatorios locales
inducidos por IL-1, ratones deficientes en
G-CSF (G-CSF-/-) y ratones B6 se
inyectan i.a. con IL-1. La inflamación de la
articulación inducida IL-1 en ratones
G-CSF-/-, pero en un nivel reducido comparado con
ratones B6 normales (Figura 2A), que demuestra que
G-CSF es un mediador en la dirección 3' de
IL-1 en el compartimiento de la articulación. A
pesar de esta reducción en características inflamatorias en ratones
G-CSF-/-, no existe diferencia en pérdida de
proteoglicano de cartílago articular (Figura 2B), lo que sugiere que
el IL-1 puede dañar directamente el cartílago.
Para examinar los efectos de deficiencia de
G-CSF en la respuesta inflamatoria inducida por mBSA
y IL-1, la sangre periférica, BM y sinovio se toman
de ratones B6 y G-CSF-/- tratados i.a. con mBSA y
s.c. con IL-1 o vehículo de solución salina, en los
días 0, 3 y 7 de este modelo. Los resultados se muestran en la Tabla
2 y 3, y en la Figura 6. La deficiencia de G-CSF
resulta en una respuesta de neutrófilo romo para
mBSA/IL-1. La celularidad BM en ratones B6 y
G-CSF-/- se reduce por la administración de
IL-1 (Tabla 2), que reflejan la movilización de
células BM en la sangre. Cuando se compara con ratones B6, los
ratones GCSF-/- tienen números significativamente reducidos de
metamielocitos y polimorfos, así como también pocos promielocitos y
mielocitos en el compartimiento BM (Tabla 2) basalmente y en
respuesta a IL-1. Los resultados B6 desarrollan un
neutrófilo periférico marcado durante el curso de artritis aguda.
En contraste brillante, los ratones G- CSF-/- exhiben una
neutropenia significativa durante el curso del modelo (Tabla 3), lo
que indica que el neutrófilo que se induce por IL-1
es dependiente de G-CSF.
La investigación de la composición celular del
sinovio inflamado de ratones G-CSF-/- tratados con
mBSA/IL-1 también revela una reducción en la
infiltración de leucocitos en el día 3 y 7 (Figura
6A-C). Los conteos celulares de tejido sinovial
digerido revela aproximadamente 2-veces de reducción
en la celularidad total en el día 7 en tejido sinovial de
articulación G-CSF-/- tratado con
mBSA/IL-1, comparado con tejido sinovial tratado
con mBSA/IL-1 de ratones B6 (1.87 \pm 0.07 x
10^{5 }células/ articulación B6 mBSA/solución salina versus 3.13
\pm 0.10 x 10^{5} células/ articulación B6
mBSA/IL-1 versus 1.66 \pm 0.05 x 10^{5} células/
articulación G-CSF-/- mBSA/IL-1).
En particular, existen reducciones significativas en los porcentajes
y números de neutrófilos (GR1hi CD11bhi) en ambos puntos de tiempo,
así como también reducciones en el porcentaje y número de
macrófago/monolitos infiltrantes (GR11o CD11bhi). Otros cambios
fenotípicos incluyen porcentajes inferiores de células
M-CSFR+ CD16/CD32+ y CD44+ en los tejidos sinoviales
de ratones G-CSF-/- con artritis aguda, lo que
sugiere que se puede requerir G-CSF para la
inducción completa de estos marcadores de activación en las células
sinoviales.
El teñido de leucocitos no adherentes después de
cultivo durante la noche también revela una reducción en la
infiltración de linfocito CD4+ en el día 7, lo que sugiere que se
requiere G-CSF para traficar no solo los
neutrófilos y macrófagos en la articulación sino también los
linfocitos CD4+ T (Figura 6C).
\vskip1.000000\baselineskip
Para investigar si la reducción en artritis
inducida por mBSA/IL-1 en ratones
G-CSF-/- es simplemente un resultado de neutropenia
(Lieschke et al., 1994, supra), se eliminan
neutrófilos utilizando el anticuerpo monoclonal (mAb), RB6.8C5.
Ratones WT y G-CSF-/- se inyectan
intra-peritonealmente (i.p.) con
anti-neutrófilo mAb (RB6.8C5) o isotipo de control
mAb (GL121). La sangre periférica se analiza para niveles de
neutrófilo en los días 0, 2 y 7 mediante análisis de conteo celular
diferencial (Figura 7A). En animales WT tratados con
anti-neutrófilo mAb, se observa eliminación >90%
en todos los tiempos comparado con isotipo control de animales
tratados con mAb (que desarrolla un neutrófilo marcado). La
eliminación de neutrófilo de ratones WT no abroga el desarrollo de
artritis (Figura 7B), aunque no reduce significativamente el exudado
de espacio de articulación. En contraste, los ratones
G-CSF-/- son relativamente resistentes a enfermedad
y eliminación de neutrófilo adicional no reduce significativamente
la severidad de la enfermedad. Esto indica que la reducción en
neutrófilos en los ratones G-CSF-/- no es
únicamente responsable para la protección de artritis inducida por
mBSA/IL-1-.
\vskip1.000000\baselineskip
Las articulaciones de ratones tratados con mBSA
y G-CSF (mBSA/G-CSF) desarrollan
artritis destructiva e inflamatoria, aunque esto es menos severo
que los animales tratados con mBSA/IL-1- (Figura
4A-B). Las principales células que infiltran las
articulaciones de los animales tratados con
mBSA/G-CSF- son monocito/macrófagos, comparado con
el infiltrado predominantemente granulocítico en artritis inducida
por mBSA/IL-1. Estos resultados muestran que la
administración sistémica de G-CSF exógeno puede por
lo menos sustituir parcialmente para IL-1 sistémico
en la conducción de este modelo de artritis aguda y que
G-CSF conduce a reclutamiento de
monocitos/macrófagos en la articulación.
\vskip1.000000\baselineskip
En vista de los efectos
pro-inflamatorios de la inyección i.a. y filgrastima
sistémica en enfermedad de articulación, se pretende determinar la
dependencia absoluta del modelo de artritis aguda en
G-CSF, utilizando ratones G-CSF-/-.
Los ratones G-CSF-/- y B6 se inyectan i.a. con mBSA
(día 0) y s.c. en la almohadilla de la pata con IL-1
en los días 0, 1 y 2. La evaluación histológica de la enfermedad en
el día 7 revela una reducción significativa en las características
destructivas e inflamatorias (Figura 5A & B). El teñido de
Safranina O para el contenido de proteoglicano de cartílago revela
una reducción principal en pérdida de proteoglicano de cartílago en
ratones G-CSF-/- comparado con ratones B6 (Figura
5C). Por lo tanto, el G-CSF endógeno es un mediador
importante de inflamación y destrucción en este modelo de artritis
aguda.
La CIA es una artritis autoinmune crónica que se
utiliza ampliamente para estudiar ARN. Para examinar la contribución
de G-CSF a CIA, se inmunizan ratones B6 WT y
G-CSF-/- con CII en CFA, seguido por una inyección
inoculada 21 días después (Lieschke et al., Blood
84:1737-46, 1994), e incidencia de enfermedad y
severidad comparada. El inicio de CIA en ratones
G-CSF-/- se retrasa y los ratones desarrollan
enfermedad en una incidencia marcadamente reducida y severidad
comparado con ratones WT (Figura 8A & B). La reducción de la
incidencia de la enfermedad y severidad en ratones
G-CSF-/- sugiere un papel de pivote para el
G-CSF endógeno en artritis autoinmune crónica.
\vskip1.000000\baselineskip
Se desarrolla evaluación histológica de
secciones teñidas de H&E de patas para cuatro ratones B6 y
G-CSF-1- con la clasificación
clínica mayor durante CIA. Se clasifican las articulaciones
individuales de 0 normal a 3 (ver Ejemplo 18) y se determina el
porcentaje de articulaciones artríticas y normales. Existe un
porcentaje significativamente mayor de articulaciones normales en
ratones GCSF-/- comparado con ratones WT (Figura 9A), y del número
pequeño de patas afectadas en los ratones G-CSF-/-,
ninguno es severo (Figura 9B). En contraste, las articulaciones de
ratones WT tienen un rango de características histológicas
indicadoras de artritis moderada a severa (Figura 9A & B).
Estas observaciones histológicas son concordantes con la evaluación
clínica destacada aquí.
\vskip1.000000\baselineskip
Para evaluar la respuesta inmune celular para
CII, las respuestas proliferativas de célula T in vitro y la
producción de citoquina de célula T (IFN\gamma y
IL-2) se mide en ratones G-CSF-/- y
comparado con WT. Las suspensiones celulares únicas se preparan a
partir de ratones LN inguinales inmunizados con CII en CFA y se
estimulan durante 72 h in vitro con 0-100
mg/ml de CII desnaturalizado. Las respuestas de célula T se miden
al tritiar la retoma de TdR en las últimas 8 h del cultivo. La
Figura 10A describe la estimulación que indica lo observado en
ratones G-CSF-/- y WT, que son comparables. La
producción de citoquinas de célula T IFN-\gamma y
IL-2 mediante células G-CSF-/- LN
parecen relativamente normal (Figura 10B).
\vskip1.000000\baselineskip
La inducción de CIA es dependiente de respuestas
inmunes celulares y humorales para CII (Campbell et al.,
2000, supra). Se examina si la deficiencia de
G-CSF altera los niveles de suero de la producción
anti-CII Ab durante CIA (día 30 y 62). A pesar de
los niveles comparables de anti-CII IgM en ratones
WT y G-CSF-/- en los días 30 y 62, existe una
reducción en el nivel de anti-CII IgG total (Figura
11). El análisis de isotipos anti-CII IgG revela la
producción reducida de todos los isotipos - IgG2b, IgG2c, IgG3 y
IgG1. Esto sugiere que existe un defecto en cambio de isotipo en
ratones G-CSF-/- que puede contribuir a protección
contra CIA. Esta observación sugiere que el G-CSF
endógeno juega un papel en la producción Ab mediante células B, por
lo menos en respuesta a la inmunización con antígeno en CFA.
\vskip1.000000\baselineskip
La investigación de la respuesta inmune humoral
a CII revela que los ratones G-CSF-/- tienen cambios
defectuosos de una respuesta de IgM a IgG. Para determinar si este
defecto refleja defectos preexistentes en el Ab circulante, los
sueros de ratones neófitos se analizan para isotipos totales IgG,
IgM y IgG. El análisis de los niveles de suero Ab revela producción
significativamente mayor de IgG total e isotipos IgG2b y IgG2c en
ratones neófitos G-CSF-/- comparado con ratones
neófitos B6 y producción de línea base normal de IgM, IgG1, IgG3 y
IgA (Figura 12A). Adicionalmente, en ratones
G-CSF-/- inmunizados con CII/CFA, los niveles de IgG
total no específicos se mejoran marcadamente (Figura 12B). Estas
observaciones sugieren que el G-CSF juega un papel
en la maduración de célula B, la producción de anticuerpo y cambio
de isotipo, por lo menos en respuesta a inmunización con antígeno
en CFA.
\vskip1.000000\baselineskip
Para determinar si el deterioro de la producción
Ab en respuesta a CII/CFA es debido a un defecto en las respuestas
Ag dependientes de T o independientes de de T, se exponen ratones B6
y G- CSF-/- con el antígeno dependiente de T NPKLH en alum, o con
el antígeno independiente de T, DNP-Dextrano en PBS.
Los ratones G-CSF-/- desarrollan una respuesta
normal a Ag dependiente de T e independiente de T (Figura 13),
demuestra que la respuesta deteriorada de célula B en CIA es
específica a la exposición con CII en CFA.
\vskip1.000000\baselineskip
Para evaluar la aplicación terapéutica de
G-CSF bloqueo en ratones WT, los ratones B6 se
inyectan antes de la inducción de artritis aguda (día 0) con 50 o
250 mg de mAb anti-G-CSF de rata
(clon 67604; R&D systems, Minneapolis, Minnesota, USA) o
isotipo de control (GL113) mAb. También se administra mAb en los
días 1, 2, 3 y 5. La sangre periférica se toma en los días 4 y 7 y
se somete a análisis diferencial (Figura 14A). Los ratones que
reciben altas dosis (250 mg) de mAb
anti-G-CSF tienen una reducción
significativa en los neutrófilos de sangre periférica comparado con
el isotipo de control mAb de ratones tratados con
mBSA/IL-1 en ambos días. Los ratones que reciben la
dosis menor de mAb anti-G-CSF tienen
una reducción significativa en los neutrófilos en el día 7
solamente. El análisis de las poblaciones BM también muestra una
reducción significativa en células de línea mieloide en ratones
tratados con mBSA/IL-1 eliminadas de
G-CSF (datos no mostrados). La evaluación
macroscópica de articulaciones artríticas de ratones tratados con
mAb anti-G-CSF o isotipo de control
revela una reducción en la enfermedad en ratones tratados con mAb
anti-G-CSF (250 mg) (Figura 14B).
Existe celularidad de tejido sinovial reducido (Figura 14C), y un
porcentaje reducido de leucocitos infiltrantes, especialmente
neutrófilos (GR1hi CD11bhi; Figura 14D), en ratones que reciben la
dosis más alta de mAb anti-G-CSF.
Estos resultados muestran una reducción dependiente de dosis en las
características de la enfermedad de artritis aguda en respuesta a
la inhibición G-CSF en ratones tipo natural.
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siguiente)
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1907-1929, 1996.
Claims (15)
1. Un agente que inhibe la actividad del factor
que estimula la colonia de granulocito (G-CSF), o el
receptor del factor que estimula la colonia de granulocito
(G-CSFR) y/o que reduce el nivel de expresión de un
gen que codifica dicho G-CSF o GCSFR para el
tratamiento o profilaxis de artritis en un sujeto.
2. El agente de la reivindicación 1, en donde la
artritis es artritis inflamatoria crónica o artritis reumatoide
(RA) o artritis inducida por colágeno (CIA).
3. El agente de una cualquiera de las
Reivindicaciones 1 o 2, en donde el sujeto es un animal o especie
aviar.
4. El agente de la reivindicación 3, en donde el
animal es un mamífero.
5. El agente de la reivindicación 4, en donde el
mamífero es un primate o roedor.
6. El agente de la reivindicación 5, en donde el
primate es un humano o el roedor es un ratón.
7. El agente de una cualquiera de las
Reivindicaciones 1 a 6, en donde el agente es in anticuerpo para
G-CSF o G-CSFR o un epítopo del
mismo.
8. El agente de la reivindicación 7, en donde el
anticuerpo es un anticuerpo monoclonal o un anticuerpo
policlonal.
9. El agente de una cualquiera de las
Reivindicaciones 1 a 6, en donde el agente es una forma soluble
deG-CSFR.
10. El agente de una cualquiera de las
Reivindicaciones 1 a 6, en donde el agente es un análogo químico de
G-CSF o un análogo químico de
G-CSFR, y en donde dichos análogos químicos son
antagonistas de G-CSF o G-CSFR.
11. El agente de una cualquiera de las
Reivindicaciones 9 o 10, en donde el agente es una proteína.
12. El agente de una cualquiera de las
Reivindicaciones 1 a 6, en donde el agente es un ácido nucleico.
13. El agente de la reivindicación 12, en donde
el ácido nucleico es ADN o ARN y que comprende una secuencia de
polinucleótido codificante y anticodificante o una secuencia
genética que codifica G-CSF o
G-CSFR.
14. Uso de un agente que inhibe la actividad del
factor que estimula la colonia de granulocito
(G-CSF), o el receptor del factor que estimula la
colonia de granulocito (G-CSFR) y/o que reduce el
nivel de expresión de un gen que codifica dicho
G-CSF o G-CSFR, en la fabricación de
un medicamento para el tratamiento o profilaxis de artritis en un
sujeto, en donde dicha artritis, sujeto y agente son como se define
en una o más de las Reivindicaciones 1 a 13.
15. Un método no terapéutico in vivo para
identificar agentes capaces de inhibir la actividad de
G-CSF y/o inhibir la interacción de
G-CSF con G-CSFR, dicho método
comprende administrar un agente inhibidor putativo a un animal no
humano genéticamente modificado que se ha modificado para producir
cantidades bajas de G-CSF o G-CSFR
con relación a un animal no modificado genéticamente de la misma
especie, en donde dicho agente se identifica por tener
interactividad con G-CSF o G-CSFR
por el agente que tiene un efecto fisiológico detectable en un
animal tipo intacto de la misma especie, pero un efecto reducido en
un animal que exhibe expresión reducida de G-CSF
y/o G-CSFR.
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