ES2347137T3 - Tratamiento de miocardio hibernante y cardiomiopatia diabetica con un peptido gpl-1. - Google Patents

Tratamiento de miocardio hibernante y cardiomiopatia diabetica con un peptido gpl-1. Download PDF

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Abstract

Un compuesto que se une a un receptor de GLP-1, para su uso en el tratamiento de un individuo con miocardio hibernante, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de: exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina-4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula de GLP-1 o variantes biológicamente activas de esta, que tiene hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-I (7-36).

Description

Tratamiento de miocardio hibernante y cardiomiopatía diabética con un péptido GLP-1.
Esta aplicación reivindica la prioridad a U.S. Application Ser. Nos. 60/241,834, presentada el 20 de Octubre, 2000, 60/60/242,139, presentada el 23 de Octubre, 2000, y 60/245,234, presentada el 3 de Noviembre, 2000.
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Antecedentes de la invención
La insuficiencia cardíaca sigue siendo un importante problema de salud. Aproximadamente cuatro millones de personas en la población de EE.UU. tienen insuficiencia cardíaca. Con una población en constante envejecimiento, cuatro cientos mil individuos experimentan nuevos principios de insuficiencia cardíaca cada año, con una tasa de mortalidad a los cinco años cercana al cincuenta por ciento.
En lugar de una sola entidad patológica, la "insuficiencia cardíaca" define un síndrome clínico con muchas etiologías diferentes que reflejan una anomalía fundamental en el desempeño mecánico efectivo del corazón, de modo que el corazón es incapaz de satisfacer las demandas del cuerpo. Existen varias formas de insuficiencia cardíaca, incluyendo insuficiencia cardíaca "anterógrada" y "retrógrada". La insuficiencia retrógrada, sinónimo con la insuficiencia cardíaca congestiva, se debe al incremento en la presión venosa (i.e., aumento en la presión en las venas que regresan la sangre al corazón) lo que resulta de la incapacidad del corazón para descargar su contenido normalmente, dando lugar a la congestión pulmonar y sistémica. Por el contrario, la insuficiencia anterógrada se causa por una incapacidad del corazón para mantener la perfusión de los tejidos normales, resultando en la fatiga, debilidad, pérdida de peso, y alteración de la función cerebral.
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Miocardio Hibernante
El "Miocardio Hibernante" constituye una fracción significante de insuficiencias cardíacas anterógradas, y puede o no, estar acompañado por congestión pulmonar o sistémica. Esta condición refleja función del miocardio localizado deprimido como resultado de isquemia crónica no-crítica (la hipoxia resultante del suministro de sangre baja). El grado de isquemia no es suficiente para producir necrosis (infarto), pero localmente restringe la oxigenación del miocardio y suministro de combustible, de modo que una parte del miocardio se convierte en hipoactivo o inactivo. La hibernación de los miocitos permanece viable pero no contribuye a la acción de bombeo del corazón. La severidad del daño del miocardio depende de la duración de la hibernación. Eventualmente, el daño puede llegar a ser irreversible y puede conducir a la insuficiencia cardíaca, cuando la duración de la disfunción del miocardio es lo suficientemente grande para comprometer el funcionamiento cardíaco y reducir el gasto cardíaco; es decir, la cardiomiopatía isquémica puede ser el resultado final de miocardio hibernante, si no se trata adecuadamente.
Tradicionalmente, el miocardio hibernante se ha tratado por revascularización quirúrgica a través de la cirugía de bypass coronario o angioplastia. La inconveniencia de la cirugía y la incidencia de la morbilidad o la restenosis asociada con estas técnicas subraya la necesidad de una intervención farmacológica complementaria o alternativa. Fath-Ordoubadi et al., Heart 82: 210-216 (1999) y Pagano et al., Curr. Opin. Cardiol. 14: 506-509 (1999). La intervención farmacológica efectiva sería especialmente útil donde la cirugía es contraindicada, como en el caso de miocardio hibernante leve, o donde la condición del paciente se considera muy seria para la cirugía.
La insuficiencia cardíaca congestiva, en primer lugar fue tratada farmacológicamente con vasodilatadores y agentes inotrópicos, lo que aumenta la contractilidad del músculo cardíaco. Ver WO 99/40788. Mientras que estos fármacos hemodinámicos mejoran en el corto plazo, estudios recientes han encontrado una discrepancia entre la mejora hemodinámica y la evolución clínica. De hecho, el único factor de riesgo encontrado profético de morbilidad asociada con insuficiencia cardíaca congestiva es el nivel de plasma de la norepinefrina catecolamina. Cohn et al., "Plasma norepinepherine as a guide to prognosis in patients with chronic congestive heart failure". N. Engl. J. Med. 311: 819-823 (1984); Lahiri et al., J. Cardio. Pharm. 33 (Suppl. 3): S9-S16 (1999). De tal manera, en el caso de la insuficiencia cardíaca congestiva, la administración a largo plazo de agentes inotrópicos es contraindicada. Los compuestos más útiles para tratar la insuficiencia cardíaca congestiva han probado que son inhibidores ACE, que tienen un efecto vasodilatador, y \beta-bloqueadores multifuncionales como carvedilol, que ejercen un efecto anti-adrenérgico. Lahiri et al. (1999).
Como en la insuficiencia cardíaca congestiva, hay evidencia que la administración de agentes inotrópicos puede empeorar la isquemia asociada con miocardio hibernante. En un estudio, tratamiento de nivel bajo con el inotropo dobutamina aumenta la función del miocardio en el miocardio hibernante, pero altos niveles de dobutamina aumentan la demanda del miocardio en el punto donde pasa un umbral isquémico. Senioer et al., "Enhanced detection of myocardial ischaemia by stress dobutamine echocardiography utilising the "biphasis" response of wall thickening during low and high dose dobutamine infusion". J. Am. Coll. Cardiol. 26: 26-32 (1995). Este y estudios similares han levantado dudas acerca del beneficio a largo plazo para la mortalidad de agentes inotrópicos, a pesar de su beneficio hemodinámico a corto plazo. En particular, se ha propuesto que adicionalmente los aumentos en demanda del miocardio pueden realzar la isquemia asociada con miocardio hibernante, por consiguiente la exacerbación de la necrosis y apoptosis. Lahiri et al. (1999).
Por consiguiente, ha sido sugerido que los agentes inotrópicos también son contraindicados para el miocardio hibernante, y que el miocardio hibernante se debería tratar con los mismos agentes no-inotrópicos, o anti-adrenérgicos, que se utilizan para tratar la insuficiencia cardíaca congestiva. Por analogía a la insuficiencia cardíaca congestiva, también ha sido sugerido que altos niveles en plasma de las catecolaminas, como la norepinefrina, son nocivos a la evolución clínica del miocardio hibernante, debido a sus propiedades inotrópicas. Lahiri et al. (1999).
Como solamente hay un manojo de agentes conocidos por tener eficacia limitada para el tratamiento a largo plazo del miocardio hibernante, sigue habiendo una gran necesidad para nuevos agentes terapéuticos que tienen el potencial para revitalizar las células de hibernación. En particular, sigue habiendo una gran necesidad para encontrar los agentes que pueden reducir el nivel en plasma sanguíneo de catecolaminas.
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Cardiomiopatía Diabética
Los pacientes con diabetes corren un alto riesgo de desarrollar cardiomiopatía diabética (DCM). La etiología exacta de esta enfermedad sigue siendo polémica, en parte porque muchas anomalías del miocardio se asocian con la diabetes. DCM se define claramente, sin embargo, como una cardiomiopatia reversible que ocurre en la ausencia de aterosclerosis coronaria. Bell, Diabetes Care 18: 708-714 (1995). DCM además se caracteriza por la fibrosis del miocardio, que puede ser parcialmente atribuible a la isquemia. Id. La hipertensión, también característica de diabetes, puede agravar la fibrosis al punto donde DCM puede llegar a ser una condición grave, incluso fatal. Id.
Esta hipertensión es al menos en parte debida a una activación anormal del sistema nervioso simpático. Pallab et al., Am. J. Physiol. 252: E734-739. Entre la manifestación de esta activación aberrante está un aumento en el nivel de norepinefrina en el corazón, así como su metabolismo alterado por el Id. Altos niveles de catecolaminas, tales como la norepinefrina, en el corazón o la circulación dan lugar al desarrollo de DCM. El daño acompañante del miocardio se cree que es en parte causado por los productos de degradación oxidativa de norepinefrina. Id. Un agente ideal de anti-hipertensión para el paciente diabético, debería así reducir la activación del sistema nervioso simpático sin que empeore la hiperglicemia o hipoglicemia. En la actualidad, muy pocos compuestos proporcionan estas características.
En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un compuesto que se une a un receptor de GLP-1, para utilizar en el tratamiento de un individuo con miocardio hibernante, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de: exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina-4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula de GLP-1 o variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
También se proporciona el uso de un compuesto que se une a un receptor de GLP-1, en la fabricación de un medicamento para la administración a un individuo, para tratar miocardio hibernante, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de: exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina-4 (SEQ ID NO 9), una molécula de GLP-1 de variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un compuesto que se une a un receptor de GLP-1 para utilizar en el tratamiento de un individuo con cardiomiopatía diabética, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina 4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula de GLP-1 o variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona el uso de un compuesto que se une a un receptor de GLP-1 en la fabricación de un medicamento para la administración a un individuo con cardiomiopatía diabética, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de exedina-3 (SEQ ID NO 7), exedina-4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula de GLP-1 o variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
De forma inesperada, se ha encontrado que la administración de GLP-1 suprime los niveles de norepinefrina en plasma sanguíneo. Por analogía a la insuficiencia cardíaca congestiva, se espera que, la reducción en niveles de norepinefrina en plasma, facilite la tensión isquémica en el miocardio hibernante, mejorando así la evolución clínica. Por consiguiente, la administración de GLP-1 será útil en un método para tratar el miocardio hibernante, ya sea solo o en combinación con los regímenes de tratamiento existentes. Del mismo modo, GLP-1 será útil para reducir los niveles de norepinefrina en el corazón y/o plasma, que se asocian con el desarrollo de cardiomiopatía diabética.
GLP-1 reduce los niveles de norepinefrina en plasma en un método para tratar el miocardio hibernante o la cardiomiopatía diabética. De tal manera, un método para tratar el miocardio hibernante o la cardiomiopatía diabética comprende la administración de una cantidad terapéuticamente efectiva de una molécula de GLP-1 a dicho paciente. Una molécula de GLP-1 también puede ser administrada en una cantidad terapéuticamente efectiva a un paciente que padece de insuficiencia cardíaca congestiva o cardiomiopatía isquémica, particularmente uno que también tiene miocardio hibernante. Una cantidad terapéuticamente efectiva de una molécula de GLP-1 reduce el nivel de norepinefrina en plasma y/o corazón.
Una molécula de GLP-1 preferiblemente es para ser administrada vía intravenosa o subcutánea. El primero se prefiere al tratamiento agudo con una molécula de GLP-1, mientras que el último se prefiere en regímenes de tratamiento crónico.
Las moléculas de GLP-1 preferidas para utilizar de acuerdo con la invención se especifican en las reivindicaciones.
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Breve descripción de las figuras
Figuras 1-4 resumen los resultados obtenidos a partir de dos animales representativos, Perro A (tratamiento) y Perro B (placebo).
Figura 1, demuestra la variación en contractilidad del ventrículo izquierdo (VI), según se mide por la tasa de variación de presión del VI (dP/dt).
Figura 2, demuestra la variación en fracción de eyección (EF) del VI, según se mide por el porcentaje de vaciado del VI durante la sístole.
Figura 3, ilustra la contracción del VI, como se refleja por el grado de engrosamiento de la pared.
Figura 4, refleja los cambios en la función cardíaca global, medidos por el gasto cardíaco (CO), que es el volumen de sangre (en mL) bombeado por minuto.
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Descripción detallada
La presente invención proporciona medios para el tratamiento de miocardio hibernante (HM). En particular, se describe el tratamiento de un paciente con HM, mediante la administración de una cantidad terapéuticamente efectiva de una molécula de GLP-1 al paciente. Sorprendentemente, los actuales inventores han descubierto que en mamíferos que padecen de HM, la administración de una molécula de GLP-1 resultó en la rápida recuperación de la función del corazón, comparado con sujetos no-tratados. Esta recuperación se asocia con una disminución inesperada en los niveles en plasma de norepinefrina en mamíferos tratados.
Como se utiliza en esta aplicación la "insuficiencia cardíaca congestiva" ("CHF") indica una condición caracterizada por un aumento en la presión venosa que resulta de la incapacidad del corazón para descargar su contenido normalmente, dando lugar a la congestión pulmonar y sistémica. El músculo del corazón de un paciente con CHF tiene una menor capacidad para actuar como una bomba. CHF se acompaña por cambios circulatorios y neurohumorales que dan lugar a una falla para entregar suficiente sangre y suministro de oxígeno a los tejidos periféricos y los órganos vitales.
"Miocardio Hibernante" significa miocardio viable con función deteriorada debido a perfusión reducida. HM retiene la integridad celular, pero no puede sostener demandas de alta energía de contracción. HM se distingue del miocardio transgredido, que es el daño irreversible del miocardio con formación de una cicatriz, y del miocardio aturdido, que es el miocardio con disfunción contráctil a pesar de la normalización de la perfusión. Jadvar et al., RadioGraplaics 19: 915-926 (1999).
Clínicamente, HM se puede detectar mediante el uso de ecocardiografía de estrés con dobutamina. Shan et al., In Cardiology Clinics, G. Aurigemma, ed., W.B. Saunders Co., Philadelphia, Vol. 17, No. 3, pages 539-553 (1999). HM también puede ser detectado por tomografía por emisión de positrones (PET) cardíaca, que es más precisa que la tomografía de emisión de fotón única (SPECT). PET con 2-(fluoro-18) fluoro-2-desoxi-D-glucosa se considera el estándar de referencia para determinar función ventricular regional o izquierda, después de la revascularización, para identificar miocardio hibernante viable. El estrés de imágenes por resonancia magnética ha sido utilizado para adicionalmente diagnosticar el miocardio hibernante y distinguir esta enfermedad de otros estados de enfermedad del miocardio. HM se caracteriza por la disminución en la función del ventrículo izquierdo (VI) es decir moderado, en comparación con la disminución severa asociada con la disfunción irreversible o cicatrices. El grado de engrosamiento de la pared sistólica (SWT) también es característica de la hibernación del miocardio. SWT se disminuye gravemente en reposo, en comparación con el miocardio normal o dañado irreversiblemente o cicatrizado, y la disfunción de SWT claramente mejora durante el estrés. Sensky et al., Radiology 215: 608-614.
La "Cardiomiopatia Diabética" (DCM) se define como una cardiomiopatia reversible en diabéticos que ocurre en la ausencia de aterosclerosis coronaria. Bell, Diabetes Care 18: 708-714 (1995); Fein, Diabetes Care 13: 1169-1179 (1990). DCM se caracteriza por la hipertrofia del miocardio y la fibrosis. La patología microvascular también está presente, y, en algunos casos, tanto congestiva como cardiomiopatía restrictiva están presentes. Id.
El modelo " perro estimulado", utilizado en el siguiente Ejemplo, proporciona un sistema para el estudio de HM, porque el esfuerzo excesivo del corazón excede la capacidad del corazón a responder, lo que crea una situación límite de energía. Otros modelos de animales apropiados están disponibles para un estudio crónicamente del miocardio viable disfuncional, en perros y cerdos, por ejemplo, que permiten el estudio en laboratorio de regímenes terapéuticos. Por ejemplo, el modelo de estenosis en cerdos de LAD (izquierda anterior arteria descendente) fija, demuestra la disfunción cardíaca con perfusión del miocardio reducido es decir análoga a humanos con HM en la ausencia de infarto. Canty et al., Am. J. Physiol. 277: H417-H422 (1999). Modelos animales similares en perros, ratones y ratas diabéticos están disponibles para el estudio de DCM. Bell (1995); Fein (1990).
Una "molécula de GLP-1" incluye lo siguiente. Los péptidos GLP de mamífero y glucagón se codifican por el mismo gen. En el íleon, el fenotipo se procesa en dos clases principales de hormonas del péptido GLP, a saber GLP-1 y GLP-2. GLP-1 (1-37) tienen la secuencia His Asp Glu Phe Glu Arg His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu GlyGln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg Gly (SEQ ID NO:1). GLP-1 (1-37) es amidado mediante el procedimiento pos-translacional para producir GLP-1 (1-36) NH_{2} que tiene la secuencia His Asp Glu Phe Glu Arg His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg (NH2) (SEQ ID NO:2); o se procesa enzimáticamente para producir GLP-1 (7-37) que tiene la secuencia His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg Gly (SEQ ID NO:3). GLP-1 (7-37) también puede ser amidado para producir la amida GLP-1 (7-36), que es la forma natural de la molécula de GLP-1, y que tiene la secuencia His Ala Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg (NH_{2}) (SEQ ID NO:4) y en la forma natural de la molécula de GLP-1. Del mismo modo, GLP-1(1-36) (NH_{2}) se puede procesar a GLP-1 (7-36) (NH_{2}).
Las células intestinales L segregan GLP-1 (7-37) (SEQ ID NO:3) y GLP-1(7-36)NH_{2} (SEQ ID NO: 4) en una relación de 1 a 5, respectivamente. Estas formas truncadas de GLP-1 tienen cortas vidas medias in situ, i.e., menos de 10 minutos, y se inactivan por una aminodipeptidasa IV para producir Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg Gly (SEQ ID NO:5); y Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg (NH_{2}) (SEQ ID NO:6); respectivamente. Los péptidos Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg Gly (SEQ ID NO:5) y Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Arg (NH2) (SEQ ID NO:6), ha sido especulado que afectan la producción de la glucosa hepática, pero no estimulan la producción o liberación de la insulina del
páncreas.
Como se utiliza en esta especificación, el término "molécula de GLP-1" incluye GLP-1 (1-37), GLP-1 (1-36) NH_{2}, GLP-1 (7-37), GLP-1 (7-36) NH_{2} ("amida GLP-1 (7-36)") (colectivamente denominados como "péptidos GLP-1").
La "Molécula de GLP-1" además indica variantes biológicamente activas, análogos y derivados de los péptidos GLP-1. "Activo biológicamente", en este contexto, significa que GLP-1 (7-36) tiene actividad biológica, pero se entiende que la actividad de la variante puede ser menos potente o más potente que la amida GLP-1 (7-36) nativa. La amida GLP-1 (7-36) es una forma nativa, biológicamente activa de GLP-1. Ver Göke et al., Diabetic Medicine. 13:854-860 (1996). Las moléculas de GLP-1 incluyen polinucleótidos que expresan agonistas de GLP-1, i.e. activadores de la molécula receptor de GLP-1 y su actividad secundaria mensajero encontrada en las células-\beta que producen la insulina, entre otras. Los miméticos de GLP-1 que también son agonistas de los receptores de GLP-1 en las células-\beta incluyen, por ejemplo, compuestos químicos específicamente diseñados para activar el receptor de GLP-1.
La actividad biológica de la molécula de GLP-1, se puede determinar por modelos animales in vitro e in vivo y estudios humanos como es bien conocido por el experto. Incluidas como moléculas de GLP-1 son cualquiera de las moléculas, ya sean péptidos, péptidos miméticos, u otras moléculas que se unen a o activan un receptor de GLP-1, tal como el receptor amida GLP-1 (7-36), y su segunda cascada mensajero. Los receptores de GLP-1 son proteínas de superficie celular encontradas, por ejemplo, en células-\beta pancreáticas que producen la insulina. El receptor GLP-1 (7-36) ha sido caracterizado en el oficio. Los métodos para determinar si un producto químico o péptido se une o activa un receptor de GLP-1, son conocidos por el experto y preferiblemente se llevan a cabo con la ayuda de bibliotecas de productos químicos combinatorios y técnicas de detección de alto rendimiento. Las moléculas de GLP-1 incluyen especies que tienen actividad insulinotrópica y que son agonistas de la molécula del receptor de GLP-1 y su segunda actividad mensajero en las células-\beta que producen la insulina, entre otras.
La actividad biológica de GLP-1 se puede determinar por métodos estándar, en general, por procedimientos de detección de la actividad de enlace-receptor que involucran proporcionar células apropiadas que expresan el receptor de GLP-1 en su superficie, por ejemplo, líneas celulares de insulinoma tales como células RINmSF o células INS-1. Ver Mosjov, Int. J. Peptide Protein Res. 40: 333-343 (1992) y EP 708170. También se pueden utilizar, las células que se han diseñado para expresar un receptor de GLP-1. Además de medir el enlace específico del trazador a la membrana utilizando métodos de radioinmunoensayo, actividad de cAMP o producción de la insulina dependiente de la glucosa también se puede medir. En un método, un polinucleótido que codifica el receptor de la presente invención se emplea para transfectar las células para por consiguiente expresar el receptor de la proteína de GLP-1. De tal manera, por ejemplo, estos métodos se pueden emplear para la detección de un agonista del receptor mediante el contacto de dichas células con compuestos que se seleccionan y determinan si tales compuestos activan el receptor y generan una señal.
Los anticuerpos policlonales y monoclonales se pueden utilizar para detectar, purificar e identificar péptidos similares a GLP-1, para utilizar en los métodos descritos en este documento. Los anticuerpos tales como ABGA1178 detectan GLP-1 (1-37) intacto sin empalme o GLP-1 (7-37) o (7-36) amida truncado en el N-terminal. Otros anticuerpos detectan en el propio final del terminal-C de la molécula precursor, un procedimiento que permite, mediante la sustracción para calcular la cantidad de péptido truncado biológicamente activo, tal como GLP-1 (7-37) amida. Ver Orskov et al., Diabetes 42: 658-661 (1993) y Orskov et al., J. Clin. Invest. 87: 415-423 (1991).
Otras técnicas de detección incluyen el uso de las células que expresan el receptor de GLP-1, por ejemplo, células CHO transfectadas, en un sistema que mide el pH extracelular o cambios iónicos causados por la activación del receptor. Por ejemplo, agonistas potenciales se pueden poner en contacto con una célula que expresa la proteína del receptor GLP-1 y una segunda respuesta mensajero, por ejemplo, se pueden medir la transducción de señal o los cambios iónicos o de pH, para determinar si el agonista potencial es efectivo.
Los agonistas del péptido similar al glucagón, que muestran actividad a través del receptor amida GLP-1 (7-36) han sido descritos en EP 0708179; Hjorth et al., J. Biol. Chem. 269 (48): 30121-30124 (1994); Siegel et al., Amer. Diabetes Assoc. 57th Scientific Sessions, Boston (1997); Hareter et al., Amer. Diabetes Assoc. 57th Scientific Sessions, Boston (1997); Adelhorst et al., J. Biol. Chem. 269(9): 6275-6278 (1994); Deacon et al., 16th International Diabetes Federation Congress Abstracts, Diabetologia Supplement (1997); Irwin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94: 7915-7920 (1997); Mosjov, Int. J. Peptide Protein Res. 40: 333-343 (1992). Ver también Göke et al., Diabetic Medicine 13: 854-860 (1996). Publicaciones recientes revelan Black Widow GLP-1 and Ser2 GLP-1. Ver Holz et al., Comparative Biochemistry and Physiology, Part B 121: 177-184 (1998) and Ritzel et al., "A synthetic glucagon-like peptide-1 analog with improved plasma stability", J. Endocrinol. 159(1): 93-102 (1998).
Las "moléculas de GLP-1" también incluyen péptidos que se codifican por polinucleótidos que expresan variantes de GLP-1 biológicamente activo, como se define en este documento. También se describen las moléculas de GLP-1 que son péptidos que contienen una o más sustituciones, adiciones o deleciones de aminoácidos, en comparación con la amida GLP-1 (7-36). En una modalidad, el número de sustituciones, deleciones, o adiciones es 30 aminoácidos o menos, 25 aminoácidos o menos, 20 aminoácidos o menos, 15 aminoácidos o menos, 10 aminoácidos o menos, 5 aminoácidos o menos o cualquier número entero entre estas cantidades. En un aspecto de la invención, las sustituciones incluyen una o más sustituciones conservadoras. Una sustitución "conservadora" indica el reemplazo de un residuo de aminoácido por otro residuo similar, biológicamente activo. Ejemplos de sustitución conservadora incluyen la sustitución de un residuo hidrofóbico, tal como isoleucina, valina, leucina o metionina por otros, o la sustitución de un residuo polar por otro, tal como la sustitución de arginina por lisina, ácido glutámico por aspártico, o glutamina por asparagina, y similares. La siguiente tabla muestra como ilustración, pero sin limitar, las sustituciones conservadoras de aminoácidos.
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Además, se entiende que las variantes del péptido GLP-1 incluyen los péptidos descritos anteriormente que se han derivatizado o alterado químicamente, por ejemplo, péptidos con residuos de aminoácidos no-naturales (por ejemplo, residuo de taurina, residuos de aminoácidos beta y gamma y residuos de aminoácidos-D), modificaciones del grupo funcional terminal-C tales como modificaciones de amidas, ésteres, y cetona terminal-C y modificaciones del grupo funcional terminal-N tales como aminas aciladas, bases de Schiff, o ciclización, tales como se encuentran por ejemplo en el aminoácido ácido piroglutámico.
También se describen las secuencias de péptidos que tienen más del 50 por ciento de identidad de la secuencia, y preferiblemente más del 90 por ciento de identidad de la secuencia con SEQ ID NOS:1, 2, 3, 4; (1) y (2) con las secuencias truncadas de esta. Como se utiliza en este documento, identidad de la secuencia se refiere a una comparación hecha entre dos moléculas utilizando algoritmos estándar bien conocidos en el oficio. El algoritmo preferido para calcular la identidad de la secuencia para la presente invención es el algoritmo de Smith-Waterman, donde SEQ ID NO:1 se utiliza como la secuencia referencia para definir el porcentaje de identidad de los homólogos del polinucleótido sobre su longitud. La elección de los valores del parámetro para coincidencias, apareamientos erróneos, e insertos o deleciones es arbitraria, aunque se ha encontrado que algunos valores del parámetro producen resultados biológicos más realistas que otros. Un conjunto preferido de valores del parámetro para el algoritmo de Smith-Waterman, se establece en el enfoque "segmentos de similitud máxima", que utiliza valores de 1 para un residuo coincidente y -1/3 para un residuo no-coincidente (un residuo que es tanto un nucelótido único como un aminoácido único) (Waterman, Bulletin of Mathematical Biology 46:473-500 (1984)). Las inserciones y deleciones (indels), x, se ponderan como
3
donde k es el número de residuos en un inserto o deleción determinada (Id.).
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Por ejemplo, una secuencia que es idéntica a la secuencia de aminoácido del residuo 42 de SEQ ID NO:1, excepto para las sustituciones del aminoácido 18 y una inserción de 3 aminoácidos, tendría un porcentaje de identidad dado por:
4
También se describen las "moléculas de GLP-1" que tienen seis péptidos en venenos de monstruos de Glia, que son homólogos a GLP-1. Sus secuencias se comparan con la secuencia de GLP-1 en la Tabla 1.
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TABLA 1
5
Los péptidos (a, b, d, e, f y g) son homólogos en las posiciones 1, 7, 11 y 18. GLP-1 y exendinas son además homólogos en las posiciones, 4, 5, 6, 8, 9, 15, 22, 23, 25, 26 y 29. En la posición 2, A, S y G son estructuralmente similares. En la posición 3, los residuos D y E (Asp y Glu) son estructuralmente similares. En las posiciones 22 y 23, F (Phe) y I (Ile) son estructuralmente similares a Y (Tyr) y L (Leu), respectivamente. Del mismo modo, en la posición 26, L y I son estructuralmente equivalentes.
Así, de los 30 residuos de GLP-1, las exendinas 3 y 4 son idénticas en 15 posiciones y equivalentes en 5 posiciones adicionales. Las únicas posiciones donde los cambios estructurales de radicales son evidentes son en los residuos 16, 17, 19, 21, 24, 27, 28 y 30. Las exendinas también tienen 9 residuos extras en los terminales carboxilo.
Las moléculas de GLP-1 descritas en este documento, que son péptidos que se pueden hacer por síntesis de péptidos mediante productos químicos de estado sólido. Tales péptidos también se pueden hacer mediante técnicas recombinantes convencionales utilizando procedimientos estándar descritos en, por ejemplo, Sambrook et al., "Molecular Cloning, a Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Press, N.Y (1989). "Recombinante", como se utiliza en este documento, significa que un gen se deriva de un sistema de expresión recombinante (por ejemplo, microbiano o de mamífero) que ha sido modificado genéticamente para contener un polinucleótido que codifica una molécula de GLP-1 como se describe en este documento.
Los péptidos similares a GLP-1, se pueden recuperar y purificar a partir de cultivos de células recombinantes por métodos que incluyen, pero no limitan, precipitación con sulfato de amonio o etanol, extracción de ácido, cromatografía de intercambio anionico o cationico, cromatografía de fosfocelulosa, cromatografía de interacción hidrofóbica, cromatografía de afinidad, cromatografía de hidroxiapatita y cromatografía de lectina. La cromatografía líquida de Alta Resolución (HPLC) se puede emplear para las etapas de purificación final.
La molécula de péptidos GLP-1 descritas en este documento, puede ser un producto purificado naturalmente, o un producto de procedimientos sintéticos químicos, o producidos por técnicas recombinantes a partir de huéspedes procariotas o eucariotas (por ejemplo, mediante células de bacterias, levaduras, plantas superiores, insectos y mamíferos en cultivo o in vivo). Dependiendo del huésped empleado en un procedimiento de producción recombinante, los polipéptidos de la presente invención son generalmente no-glicosilados, pero pueden ser glicosilados. Las moléculas de GLP-1 preferidas particularmente de la invención son amida GLP-1 (7-36), y GLP-1(7-37) y exedina-4.
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Usos Terapéuticos
Los usos terapéuticos de la invención son útiles para tratar cualquier paciente que padece de HM. Dicho paciente también puede sufrir de insuficiencia cardíaca congestiva. De manera alterna, dicho paciente puede sufrir de, o estar predispuesto a, DCM. Por lo general, una molécula de GLP-1 será administrada en una formulación parenteral. Otros métodos bien conocidos para la administración de una molécula de GLP-1 a un paciente que padece de HM, también se puede emplear en los usos de la invención. Estos métodos de administración incluyen, pero no se limitan a, inyección subcutánea o micropresión, bomba externa o de implante, inyección de depósito, y otros tipos de dispositivos de dispensación de aplicación prolongada. Otros métodos de administración, tales como administración transdérmica o transmembrana, el uso de parches o medios bucales, también se pueden emplear. La administración oral también puede ser apropiada. La administración pulmonar, tal como inhalación, también se puede emplear.
La ruta de administración, se puede optimizar para regímenes de tratamientos particulares. Si el tratamiento crónico de HM se necesita, por ejemplo, la administración preferiblemente será vía infusión subcutánea continua, utilizando una bomba de infusión externa. Por el contrario, si el tratamiento agudo de HM se necesita, como en el caso de insuficiencia cardíaca asociada, entonces la infusión intravenosa se prefiere.
El momento de administración de una molécula de GLP-1 dependerá de la naturaleza de la condición que se trata. La administración de una molécula de GLP-1 puede ser tan pronto como HM o DCM se diagnostica, y la administración puede ser continua o de una forma intermitente, durante todo el tiempo que sea necesario. Para las condiciones agudas, donde la insuficiencia cardíaca repentinamente empeora, varias horas a varios días de infusión continua se prefieren. Para tratamiento crónico, una molécula de GLP-1 puede ser administrada durante semanas a meses, incluso años, por infusión continua.
La cantidad de una molécula de GLP-1 que debería ser administrada variará de acuerdo con la severidad de las condiciones y del paciente. Una ventaja de utilizar la amida GLP-1 (7-36) es que las altas dosis pueden ser utilizadas sin la consiguiente hipoglicemia, porque la acción de amida GLP-1 (7-36) es dependiente de los niveles de glucosa. Por consiguiente, dosis de hasta 10.0 nmol/kg se pueden utilizar sin efectos adversos. Para la administración intravenosa, una dosis típica de una molécula de GLP-1 será 1.5 pmol/kg/min. El rango de la dosis puede variar entre aproximadamente 0.1-10 pmol/kg/min. Para la administración subcutánea, la dosis óptima es 5 pmol/kg/min, con un rango entre aproximadamente 0.5-50 pmol/kg/min.
GLP-1 también puede ser co-administrada con otros agentes terapéuticos que son conocidos para tratar HM o DCM. Para HM, estos agentes terapéuticos incluyen carvedilol, inhibidores de ACE, y otros fármacos anti-HM, tales como nitratos e hidralazina, bisoprolol, y metoprolol. Ver Lahiri et al. GLP-1 puede ser administrado como un complemento a un tratamiento quirúrgico de HM, mediante la cirugía cardíaca by-pass o mediante una angioplastia, por ejemplo. La administración de GLP-1 se puede hacer a un individuo antes, durante o después del tratamiento quirúrgico. Cuando la cirugía no se indica o es indeseable, GLP-1 puede ser administrada como un régimen de tratamiento alternativo. El tratamiento con GLP-1 debería ser especialmente útil, no solo cuando la cirugía es contraindicada, como en el caso de miocardio hibernante leve, sino también cuando la condición del paciente se considera muy seria para la cirugía. Los inhibidores de ACE también están entre los compuestos preferidos para tratar DCM.
Bell (1995).
El "tratamiento" abarca la mejora de una condición existente. El experto debe entender que el tratamiento no necesariamente resulta en la ausencia completa o la eliminación de los síntomas. El tratamiento también abarca efectos paliativos: es decir, aquellos que reducen la probabilidad de una posterior condición médica. La reducción de una condición que resulta en una más grave condición se abarca por este término. El tratamiento de cardiomiopatía diabética de tal manera puede comprender un método para reducir los niveles en plasma de norepinefrina en un paciente diabético, ya que esta puede conducir o agravar la cardiomiopatia.
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Ejemplo 1
Perros Beagle fueron acondicionados con dispositivos de telemetría que permiten la recolección de los datos ambulatorios a largo plazo en animales conscientes. Estos dispositivos midieron la presión VI, consumo de oxígeno del miocardio (MVO_{2}, una expresión de eficiencia del miocardio), flujo coronario (CBF), y gasto cardíaco (CO). Los perros fueron "estimulados", de modo que la relación del corazón fue forzada hasta aproximadamente 240 pulsaciones por minuto, durante 3-4 semanas, lo que induce HM moderado de una manera predecible. Este modelo de HM en perro es un modelo aceptado para asegurar la efectividad de los tratamientos para HM. Kiuchi et al., Kiuchi et al., "Myocardial beta-adrenergic receptor function during the development of la estimulación-induced heart failure". J. Clin. Invest. 91: 907-914 (1993).
A continuación inducción de HF, cinco perros fueron suministrados con una infusión intravenosa de ramida GLP-1 (7-36) (1.5 pmol/kg/min) durante 48 horas y cuatro perros sirvieron como controles. Durante el periodo de tratamiento, "la estimulación" fue descontinua. Las catecolaminas en plasma fueron evaluadas antes y después de la infusión, junto con presiones VI, hemodinámicos coronarios y sistémicos, y MVO_{2}. Los resultados se resumen en la Tabla 1. El tratamiento con GLP-1 reduce significantemente (*p < 0.05) los niveles de norepinefrina en plasma (NE) de 2.30 \pm 0.15 nmol/ml a 1.62 \pm 0.11 nmol/ml. Adicionalmente, el tratamiento con GLP-1 significantemente
(*p < 0.05) incremento la presión del ventrículo izquierdo (LVP), contractilidad del ventrículo izquierdo (VI dP/dt), gasto cardíaco (CO), flujo de sangre coronario (CBF), y consumo de oxígeno del miocardio (MVO_{2}), mientras que disminuye significantemente la presión diastólica terminal VI (LVEDP). Estos datos indican que los perros tratados con rGLP-1 demostraron una notable recuperación de función del corazón dentro de 48 horas del tratamiento con GLP-1. Esto fue asociado con incrementos en la fosforilación oxidativa como se mide por MVO_{2}, sugiriendo la mejora energética del miocardio. De tal manera, la infusión de GLP-1 se asocia con la disminución en plasma de NE y significante mejora en la energética del miocardio. Los perros control tratados con placebo no, en este estudio, mostraron el mismo grado de insuficiencia cardíaca que el grupo GLP-1 antes del tratamiento. Sin embargo, los animales control claramente tuvieron hemodinámicos comprometidos, los cuales no mejoraron durante el periodo del tratamiento de 48-horas con placebo.
Las figuras 1-4 resumen los resultados obtenidos de dos animales representativos, Perro A (tratamiento) y Perro B (placebo). La figura 1 refleja los cambios en contractilidad ventricular izquierda (VI), como se mide por la tasa de variación de presión VI (dP/dt). En el animal tratado (perro A), la estimulación reduce la contractilidad en un 60%, como se espera en un modelo de HM. Notablemente, 24 horas del tratamiento con GLP-1 restaura la contractilidad a 80% de la línea base, y 48 horas de tratamiento restaura la contractilidad al 90% de línea base. En contraste, en el animal control (perro B), la estimulación reduce la contractilidad en un 40%, la cual no mejora con infusión de placebo durante las siguientes 48 horas. Por lo tanto, GLP-1 notablemente mejora la contractilidad del miocardio después de la insuficiencia cardíaca inducida por la estimulación (o miocardio hibernante).
La figura 2 refleja los cambios en fracción de eyección VI (EF), como se mide por el porcentaje de vaciado del VI durante la sístole. En el animal tratado (perro A), la estimulación reduce LVEF en un 40%, que luego mejora al 88% y 95% del valor de la línea base después de 24 y 48 horas del tratamiento con GLP-1, respectivamente. En el animal control (perro B), la estimulación reduce LVEF en aproximadamente un 30%, que posteriormente mejora solo modestamente durante las siguientes 48 horas. Por lo tanto, el tratamiento con GLP-1 mejora LVEF después de insuficiencia cardíaca inducida por la estimulación.
La figura 3 ilustra la contracción VI, como se refleja por el grado de engrosamiento de la pared. En el animal tratado (perro A), la estimulación da lugar a un 20% de reducción de engrosamiento de la pared, que se recupera después de 24 horas del tratamiento con GLP-1 y en realidad incrementa al 147% del valor de la línea base después de 48 horas de tratamiento. En contraste, en el animal control (perro B), el engrosamiento de la pared se redujo en un 25% después de la estimulación, y esta declina además al 62% del valor de la línea base durante el periodo de tratamiento de placebo de 48-horas. Por lo tanto, el tratamiento con GLP-1 mejora notablemente la contracción de VI después de la insuficiencia cardíaca inducida por la estimulación.
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La figura 4 refleja los cambios en la función cardíaca global, medida por el gasto cardíaco (CO), que es el volumen de sangre (en mL) bombeado por minuto. El CO es un producto de volumen sistólico (volumen de sangre en mL expulsado por contracción sistólica) y tasa de corazón (pulsaciones por minuto). CO es un reflejo de contractilidad del miocardio (i.e., la fuerza intrínseca de contracción) así como de hemodinámicos sistémicos, incluyendo pre-carga (i.e., presiones de llenado venoso) y después de la carga (i.e., presión arterial media y resistencia vascular sistémica). En el animal tratado (perro A), la estimulación da lugar a un 30% de reducción de CO, que fue restaurada a niveles de línea base después de 24 horas del tratamiento con GLP-1, y en realidad aumenta a 116% de línea base después de 48 horas de tratamiento. En contraste, en el animal control (perro B), el CO solo cae en un 7% después de la estimulación, lo que puede indicar que en este animal particular hubo compensación hemodinámica mediante la contractilidad del miocardio reducida (Fig. 1) y LVEF (Fig. 2), por consiguiente manteniendo el CO cerca de lo normal. No obstante, durante el tratamiento con placebo de 48-horas, CO declinó adicionalmente, al 89% de la línea base. Por lo tanto, el tratamiento con GLP-1 notablemente mejora el gasto cardíaco después de la insuficiencia cardíaca inducida por la estimulación.
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TABLA 2
6
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citada por el aspirante es solamente para conveniencia del lector. No forma parte del documento de la patente Europea. Aún cuando se ha tenido gran cuidado en recopilar las referencias, los errores u omisiones no se pueden excluir y la EPO desconoce toda responsabilidad a este respecto.
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Claims (18)

1. Un compuesto que se une a un receptor de GLP-1, para su uso en el tratamiento de un individuo con miocardio hibernante, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de: exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina-4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula de GLP-1 o variantes biológicamente activas de esta, que tiene hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-I (7-36).
2. El compuesto para utilizar de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el individuo también tiene cardiomiopatía isquémica.
3. El compuesto para utilizar de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el individuo también tiene insuficiencia cardíaca congestiva.
4. Un compuesto que se une a un receptor de GLP-1 para utilizar en el tratamiento de un individuo con cardiomiopatía diabética, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina 4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula de GLP-I o variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
5. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el compuesto disminuye los niveles en plasma o cardiacos de norepinefrina.
6. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el compuesto se selecciona del grupo que consiste de GLP-1 (1-37), amida GLP-1 (1-36), GLP-I 7-37), y amida GLP-I (7-36).
7. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el compuesto es amida GLP-1 (7-36).
8. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el compuesto comprende la exedina 4 (SEQ ID NO: 9).
9. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde dicho compuesto es co-administrado con carvedilol, un inhibidor ACE, un nitrato, hidratazina, bisoprolol, o metoprolol.
10. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el compuesto se formula para una administración continua.
11. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el compuesto se formula para una administración parenteral.
12. El compuesto para utilizar de acuerdo con la reivindicaciones 1 a 9, en donde el compuesto se formula para una administración intravenosa, subcutánea, micropresión, bomba externa, bomba de implante, inyección de depósito, transdérmica, transmembrana utilizando parches o medios bucales, administración oral, o pulmonar.
13. El compuesto para utilizar de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9, en donde el compuesto se formula para una administración intravenosa a una dosis entre 0.1 pmol/kg/min y 10 pmol/kg/min.
14. El compuesto para utilizar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el compuesto se formula para una administración subcutánea a una dosis entre 0.5 pmol/kg/min y 50 pmol/kg/min.
15. Uso de un compuesto que se une a un receptor de GLP-I, en la fabricación de un medicamento para la administración a un individuo con miocardio hibernante, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de: exedina-3 (SEQ ID NO: 7), exedina-4 (SEQ ID NO 9), una molécula de GLP-1 o variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
16. Uso de un compuesto de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el compuesto es la amida GLP-1 (7-36) o exedina-4.
17. Uso de un compuesto que se une a un receptor de GLP-I, en la fabricación de un medicamento para la administración a un individuo para el tratamiento de cardiomiopatía diabética, en donde dicho compuesto es una molécula seleccionada del grupo que consiste de exedina-3 (SEQ ID NO 7), exedina-4 (SEQ ID NO: 9), y una molécula GLP-I o variantes biológicamente activas de esta, que tienen hasta 5 sustituciones, deleciones, o adiciones en comparación con la amida GLP-1 (7-36).
18. Uso de un compuesto de acuerdo con la reivindicación 17, en donde el compuesto es la amida GLP-1 (7-36) o la exedina-4.
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