ES2368298A1 - Método para la administración de oligonucleótidos. - Google Patents
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Abstract
Método para la administración de oligonucleótidos.La presente invención trata sobre un método para obtener formulaciones que mejoran la capacidad de unión de los pARNi a los componentes plasmáticos, que favorecen el transporte del pARNi en la sangre, que incrementan el paso del pARNi a través de la membrana celular, y así, aumentan la actividad inhibitoria de los pARNi. La invención describe un proceso para la obtención de una formulación que comprende pARNi asociado a los componentes plasmáticos, caracterizado porque el proceso comprende una etapa en la que se dispersan los componentes plasmáticos en medio acuoso.
Description
Método para la administración de
oligonucleótidos.
La presente invención se refiere a un método
para la manufacturación de composiciones que comprenden pARNi
asociado a los componentes plasmáticos. Por lo tanto pertenece al
campo de la técnica de la biotecnología.
El ARN de interferencia (ARNi) es un importante
mecanismo de regulación génica que puede ser utilizado para el
silenciamiento específico de genes. El proceso es iniciado por ARNs
de doble cadena que se denominan pARNi, pequeños ARN de
interferencia (small interfering RNAs, siRNAs). Los pARNi,
complementarios a un ARN mensajero determinado, se unen a un
complejo proteico conocido como RISC. El complejo formado por la
unión de la cadena antisense o guía con RISC cataliza la degradación
eficiente de un ARN mensajero específico, provocando un descenso de
la proteína Diana. Durante los últimos años, se han realizado
numerosos estudios con el fin de utilizar este fenómeno de
regulación génica natural como base para una nueva terapia
encaminada hacia la reducción específica de una proteína determinada
previamente. Así, dicha terapia podría ser utilizada para el
tratamiento de enfermedades en las que se conoce que son causadas
por la sobreexpresión de genes tales como el cáncer o enfermedades
inflamatorias [D. Brumcot y col. RNAi therapeutics: a potential new
class of pharmaceutical drugs. Nature Chemical Biology 2 (2006),
páginas 711-719; A. de Fougerolles y col. RNA
interference in vivo: toward synthetic small inhibitory
RNA-based therapeutics Methods in Enzymology 392
(2005), páginas 278-296; C. Chakraborty Potentiality
of small interfering RNAs (siRNA) as recent therapeutic targets for
gene-silencing. Current Drug Targets 8 (2007)
páginas.
469-482].
469-482].
La administración celular in vivo de los
pARNi, es quizás uno de los problemas más importante para el
desarrollo de un fármaco terapéutico eficiente basado en ARN de
interferencia. [D. Brumcot y col. RNAi therapeutics: a potential new
class of pharmaceutical drugs. Nature Chemical Biology 2 (2006),
páginas 711-719; A. de Fougerolles y col. RNA
interference in vivo: toward synthetic small inhibitory
RNA-based therapeutics Methods in Enzymology 392
(2005), páginas 278-296; C. Chakraborty Potentiality
of small interfering RNAs (siRNA) as recent therapeutic targets for
gene-silencing. Current Drug Targets 8 (2007)
páginas. 469-482]. Los pARNi, que son moléculas
hidrofílicas cargadas negativamente, no tienen la capacidad, por sí
solos, de distribuirse en la sangre e internalizarse, o penetrar al
interior celular, a través de la membrana celular que es
hidrofóbica. Para solucionar este problema se han descrito varias
estrategias tales como la utilización de nanopartículas o la
utilización de liposomas [J. Soutschek y col. Therapeutic silencing
of an endogenous gene by systemic administration of modified siRNAs.
Nature 432, (2004) páginas 173-178; D.H. Kim y col.
Strategies for silencing human disease using RNA interference.
Nature Reviews 8 (2007), páginas 173-184]. Estos
vehículos pueden tener una doble función: ser agentes
permeabilizadores celulares y, a su vez, ser agentes protectores de
los pARNi, ya que los pARNi desnudos son rápidamente degradados por
las ARNasas del suero. Por esta razón, se han diseñado y sintetizado
un número elevado de pARNi modificados para aprovechar la ventaja de
la unión los pARNi modificados a componentes específicos del suero
(como albúmina, HDL y LDL) y, de esta manera, ayudar a la
distribución de las moléculas de pARNi en el organismo.
La presente invención trata sobre un método para
obtener formulaciones que mejoran la capacidad de unión de los pARNi
a los componentes plasmáticos, que favorecen el transporte del pARNi
en la sangre, que incrementan el paso del pARNi a través de la
membrana celular, y así, aumentan la actividad inhibitoria de los
pARNi. Las formulaciones obtenidas por el proceso de la invención
mejoran de forma clara la entrada de los pARNi en cultivos celulares
y la biodistribución del pARNi en los tejidos. Esta acción se
produce por unión de los pARNi a los componentes plasmáticos, tales
como los sitios saturables de las proteínas plasmáticas como la
albúmina, o los glicéridos tales como HDL o LDL, que le permiten al
pARNi llegar a los diferentes tejidos, permanecer y ser detectados
incluso después de 4 horas de la administración intravenosa del
pARNi en ratones.
Por ello un primer aspecto de la invención es un
proceso para la obtención de una formulación que comprende pARNi
asociado a los componentes plasmáticos, caracterizado porque el
proceso comprende una etapa en la que se dispersan los componentes
plasmáticos en medio acuoso.
Un segundo aspecto de la presente invención son
las composiciones farmacéuticas de pARNi asociado a los componentes
plasmáticos obtenibles por cualquiera de los procesos definidos en
el primer aspecto o en cualquiera de sus realizaciones
particulares.
Un último aspecto de la presente invención es el
uso de las composiciones farmacéuticas según cualquiera de las
composiciones del segundo aspecto para la preparación de un
medicamento.
Los presentes inventores han descubierto que,
sorprendentemente, los componentes plasmáticos, en especial las
proteínas plasmáticas y los lípidos plasmáticos son capaces de
asociarse con pARNi, formando compuestos, o complejos, que protegen
al pARNi de la degradación de las ARNasas. Para ello es vital que
estos componentes plasmáticos estén dispersos, o disgregados. Hay
diferentes técnicas conocidas en la técnica para hacer esta
disociación, pero una de las usadas, por su versatilidad, economía y
facilidad es mediante la utilización de ultrasonidos, ya sea
aplicando la fuente de ultrasonidos directamente en la solución o
utilizando un baño equipado con una fuente de ultrasonidos.
[Japanese Journal of Applied Physics, 47, 2008 páginas
2000-2004].
La proporción entre pARNi y los componentes
plasmáticos puede variar entre 1:100 y 1:50000 p/p, pero
preferiblemente varía entre 1:500 y 1:10000. Las proporciones que
varían entre 1:3000 y 1:5000 son preferidas, porque se obtienen
elevadas concentraciones de pARNi, mostrando éste una buena
estabilidad.
Preferiblemente cada una de las cadenas del
dúplex de pARNi comprende entre 15 y 40 nucleótidos, referidos a los
pares de nucleótidos ya que se trata de un ARN bicatenario para
conseguir entrar en la célula y más preferiblemente entre 19 y 25
nucleótidos.
La dispersión se puede llevar a cabo a
diferentes intervalos de temperatura, pero las temperaturas óptimas
serían entre 0 y 85ºC, más preferiblemente entre 5 y 50ºC, y aun más
preferiblemente entre 10 y 35ºC. Respecto a la duración de la etapa
de dispersión depende de la eficacia del método utilizado, pero
normalmente, y en especial cuando se dispersa mediante ultrasonidos,
este dura al menos 1 segundo, más preferiblemente al menos 15
segundos, aun más preferiblemente entre 30 segundos y 2 horas, y
todavía mas preferiblemente entre 60 segundos y 30 min.
La dispersión, o disgregación, se puede realizar
con anterioridad a la mezcla de los componentes plasmáticos con
pARNi. Otra alternativa, que a su vez es la preferida, es la
realización de la dispersión de los componentes plasmáticos en
presencia de pARNi, por lo que la asociación se realiza justo
después de que estos se hayan dispersado, por lo que se evita o/y
reduce que los componentes plasmáticos se vuelvan a agregar.
Como ya se ha comentado la asociación entre los
componentes plasmáticos dispersados y el pARNi son los que mejoran
la estabilidad del producto. Estos componentes plasmáticos se puede
obtener de diferentes métodos conocidos en la técnica, como por
ejemplo la liofilización del plasma sanguíneo o por ultrafiltración
de éste, aunque se puede utilizar como fuente de los componentes
plasmáticos, plasma y/o suero, directamente sin ningún tratamiento
previo. Esto es sorprendente porque el pARNi es inestable en el
plasma per se, pero este pARNi muestra un comportamiento
totalmente diferente si el plasma se ha dispersado. Esto es útil
porque facilita el proceso de manufacturación, al no ser necesario
el aislamiento de los componentes plasmáticos.
El proceso de la invención se puede utilizar
para la manufacturación de diversos tipos de formulaciones, pero se
han demostrado buenos resultados de absorción y biodistribución
cuando éstas son inyectables.
Otra ventaja del presente proceso es que la
mejora en la absorción y biodistribución no está limitada a algún
tipo de pARNi en concreto. Por ejemplo, se ha conseguido formar los
asociados con pARNi sin la necesidad de que esté derivatizado en
algunas de sus posiciones terminales 3' ó 5', como por ejemplo en el
pARNi sin modificar sintetizado por métodos químicos o sintetizado a
partir de un ADN molde mediante la utilización de ARN polimerasa.
Aunque se ha observado que también se puede mejorar la estabilidad
de pARNi cuando está derivatizado en su posición 3' ó 5' con
lípidos, péptidos o carbohidratos, u otra molécula orgánica que
retarde la degradación del pARNi por nucleasas, en cualquiera de sus
cadenas, ya sea la guía o la acompañante. Además la cadena
antisentido o sentido pueden incorporar determinados compuestos para
la mejora de la entrada de la molécula en la célula, como puede ser
la introducción de compuestos lipófilos como colesterol, ácidos
grasos o etc.
El dúplex de pARNi puede comprender
derivatización como por ejemplo sustituciones seleccionadas entre
2'-O-metilo-ribonucleótido
o 2'-desoxirribonucleótido o
2'-metoxietil-ribonucleótido o
2'-fluoro-desoxirribonucleótido, o
2'-fluoro-arabinonucleótido,
nucleósidos de conformación restringida (como los conocidos en
inglés con las siglas LNA o HNA), ARN con enlaces fosforotioato, o
residuos abásicos o ribitoles o nucleósidos que contienen bases
modificadas tales como 5-metilcitosina,
5-metiluracilo, 4-alquinilcitosina,
5-alquiniluracilo,
5-halogenocitosina,
5-halogenouracilo, u otras pirimidinas modificadas,
7-deazaadenina, 7-deazaguanina,
hipoxantina u otras purinas modificadas. La derivatización puede
incorporar a cualquiera de las dos cadenas, aunque la cadena
acompañante ya que es mas permisiva a los cambios.
El dúplex de pARNi (Y) puede inhibir y/o
silenciar, siendo esta inhibición/silenciamiento total o
parcialmente respecto de un control, diversos genes de interés
farmacológico como el factor de necrosis tumoral alfa (TNF\alpha),
factor de crecimiento endotelial y vascular (VEGF), receptor de VEGF
(VEGF R1/2), factor supresor de colonias de granulocitos
(GM-CSF-1) y de macrófagos
(M-CSF-1), angiopoyetina (ANGPT),
apolipoproteína (ApoB), neovascularización vascular (CNV),
carboxiquinasa fosfoenol piruvato (PEPCK), receptor del factor de
crecimiento epidérmico humano (HER2), proteína inflamatoria de
macrófagos (MIP2), receptor de
N-metil-D aspartato (NMDA),
citoquina derivadas de los keratocitos (KC), receptor opio de delta
(DOR), receptor del dominio de Discoidina (DDR1), gen de la
fosfoproteína PIV (PIV-P), oxigenasa hemo (HMOX1),
caveloina, transportador de dopamina, proteína fluorescente verde
y/o proteína del sarcoma de Swing (EWS-FL/1). Los
genes preferidos para silenciar/inhibir son el factor de necrosis
tumoral alfa (TNF\alpha), factor de crecimiento endotelial y
vascular (VEGF), receptor de VEGF (VEGF R1/2), factor supresor de
colonias de granulocitos (GM-CSF-1)
y de macrófagos (M-CSF-1).
TNF-\alpha es un mediador importante de la
apoptosis tanto en inflamación como en la respuesta inmunitaria.
Además, la sobreexpresión de TNF-\alpha está
confirmada en el desencadenamiento de la patogénesis de muchas
enfermedades humanas. Por todo ello la inhibición de esta citoquina
es relevante desde el punto de vista biomédico. PEPCK es una
proteína importante en el proceso de gluconeogénesis y se encuentra
sobreexpresada en la diabetes. Es la responsable de un aumento en la
producción de glucosa hepática en pacientes diabéticos y en modelos
animales.
Como ejemplos de la presente invención la
secuencia de pARNi es: 1) anti-TNF\alpha
antisentido o guía 5'-GAG GCU GAG ACA UAG GCA
C-dT-dT-3' (SEQ ID
NO: 1) y 2) anti-TNF\alpha sentido o acompañante:
5'-GUG CCU AUG UCU CAG CCU
C-dT-dT-3' (SEQ ID
NO: 2). En letras mayúsculas se indican los monómeros de ARN, dT
representan residuos de timidina. Este dúplex de pARNi (anti
TNF-\alpha) ya había sido descrito previamente por
regular eficientemente el mARN de TNF-\alpha de
ratón (D.R. Sorensen y col. Gene silencing by systemic delivery of
synthetic siRNA in adult mice. Journal of Molecular Biology 327
(2003) páginas 761-766.). Se han preparado 12
duplexes con diversos compuestos hidrofóbicos en los extremos ya sea
en la cadena guía o en la cadena acompañante (Tabla 1). También 3)
cadena antisentido o guía
anti-PEPCK-C:
5'-UUACAUCUGGCUGAUUCUC-dT-dT-3'
(SEQ ID NO: 5) y 4) cadena sentido o acompañante
anti-PEPCK-C:
5'-GAGAAUCAGCCAGAUGUAA-dT-dT-3'
(SEQ ID NO: 6). En letras mayúsculas se indican los monómeros de
ARN, dT representan residuos de timidina.
Las composiciones farmacéuticas del segundo
aspecto de la invención comprenden una realización preferida de al
menos un excipiente o vehículo farmacéuticamente aceptable. Los
excipientes incluyen cualquier material inerte o no activo usado en
la preparación de una forma de dosificación farmacéutica. Por
ejemplo, los excipientes de comprimido incluyen, pero no se limitan
a: fosfato de calcio, celulosa, almidón o lactosa. Las formas de
dosificación líquidas también incluyen líquidos orales por ejemplo
en forma de licores o suspensiones, así como disoluciones
inyectables. Se puede formular la composición farmacéutica para la
administración transdérmica en forma de parche. Todas las
composiciones anteriormente descritas pueden contener opcionalmente
uno o más de cada uno de los siguientes excipientes: vehículos,
diluyentes, colorantes, agentes aromatizantes, lubricantes, agentes
solubilizantes, desintegrantes, ligantes y conservantes.
Aunque una de las ventajas de la presente
invención es que se puede formular pARNi sin la necesidad de un
agente de transfección, éste se puede adicionar a la composición
farmacéutica para mejorar aun si cabe las propiedades de ésta, o
para vectorizarla. Los agente de transfección preferidos se
seleccionan entre uno o mezclas de los siguientes compuestos
lipofectina, liptofectamina, oligofectamina, effectene, cellfectina,
DOTAP, DOPE, fugene, polietilenglicol, colesterol, polietilenimida
(PEI), Jet-polietilenimida, péptidos de penetración
celular, péptidos troyanos, péptido TAT, penetratina, oligoarginina,
poli-lisina, glicoproteína del virus de la rabia,
nanopartículas de oro, dendrímeros, nanotubos de carbono, lípidos
catiónicos y liposomas.
Las composiciones farmacéuticas descritas en la
presente memoria pueden tener varios usos, pero los preferidos son
para el tratamiento del cáncer, inflamación, colitis, colitis
ulcerativa, enfermedad de Crohn y/o artritis reumatoides. En
general, las composiciones de la presente invención son útiles para
la preparación de medicamentos para el silenciamiento génico.
La composición farmacéutica preferidas son para
la presente invención se presenta en una forma adaptada a la
administración oral o parenteral, preferiblemente parenteral.
La administración de los compuestos de esta
invención se puede realizar a través de cualquier procedimiento que
libere el compuesto, preferentemente al tejido deseado. Estos
procedimientos incluyen las vías oral, intravenosa, intramuscular,
subcutánea o intramedular, intraduodenal, etc. Preferiblemente la
composición farmacéutica de la presente invención puede
administrarse localmente mediante inyección en una zona cercana a la
región de interés (intramuscularmente, subcutáneamente,
intradérmicamente), inyección en una zona cercana a la región de
interés o inyección intravenosa.
Con el propósito de la administración
parenteral, se pueden usar así como soluciones acuosas estériles. Si
es necesario, tales soluciones acuosas pueden tamponarse de forma
adecuada, y el diluyente líquido se convirtió primero en isotónico
con el suficiente suero salino o glucosa. Estas soluciones acuosas
son especialmente adecuadas para propósitos de inyección
intravenosa, intramuscular, subcutánea e intraperitoneal. A este
respecto, todos los medios acuosos estériles empleados se pueden
obtener con facilidad mediante técnicas estándar bien conocidas por
aquéllos expertos en la técnica.
El plasma sanguíneo es el componente líquido
amarillento de la sangre, en el cual las células sanguíneas deberían
estar normalmente suspendidas. Representa el 55% del volumen total
sanguíneo. La mayor proporción es agua (90% del volumen) y contiene
proteínas disueltas, glucosa, factores de coagulación, iones
minerales, hormonas y dióxido de carbono (siendo el plasma el
principal medio para el transporte de productos excretados) y otros
componentes.
El plasma sanguíneo es preparado centrifugando
un tubo de sangre fresca, hasta que las células se precipiten en el
fondo del tubo. El plasma sanguíneo tiene una densidad aproximada de
1025 kg/m^{3} o 1,025 kg/L. El suero sanguíneo es plasma sanguíneo
sin fibrinógeno u otros factores de coagulación.
El plasma contiene una gran variedad de
proteínas incluyendo albúmina, inmunoglobulinas y proteínas de
coagulación como fibrinógeno. La albúmina constituye cerca del 60%
del total de las proteínas del plasma y esta presente en unas
concentraciones entre 35 y 55 mg/ml. El plasma es el principal
contribuyente de la presión osmótica de la sangre y funciona como
molécula transportadora de otras moléculas con baja solubilidad
acuosa tales como hormonas solubles en lípidos, enzimas, ácidos
grasos, iones metálicos, compuestos farmacéuticos. La albúmina es
estructuralmente estable debido a sus 17 puentes disulfuro y es la
única que tiene alta solubilidad en agua y tiene el más bajo
potencial isoeléctrico (pi) de las proteínas plasmáticas. Debido a
su integridad estructural permanece estable bajo condiciones en las
cuales otras proteínas se desnaturalizarían.
El plasma está compuesto por un 82,5% de agua,
además de numerosas sustancias inorgánicas y orgánicas (solutos del
plasma), distribuidas de la siguiente forma: Proteínas plasmáticas
(70%): fibrinógeno (7%), inmunoglobulinas (38%), albúminas (54%),
otras proteínas (1%): VLDL, LDL, HDL, protrombina, transferrina.
Metabolitos orgánicos (no electrolíticos) y compuestos de desecho
(20%) fosfolípidos (280 mg/dL), colesterol (150 mg/dL),
triacilgliceroles (125 mg/dL), glucosa (100 mg/dL), urea (15 mg/dL),
ácido láctico (10 mg/dL), ácido úrico (3 mg/dL), creatinina (1,5
mg/dL), bilirrubina (0,5 mg/dL) y sales biliares (trazas).
Por pARNi se entiende en el contexto de la
presente invención como pequeños fragmentos de ARN de interferencia
de doble cadena de origen sintético o natural complementarios a la
secuencia de los genes que se utilizan para la inhibición específica
de los genes de los que son complementarios. Los pARNi están
formados por dos cadenas de ARN que se denominan cadena guía (en
inglés "guide strand" o "antisense strand") y cadena
acompañante (en inglés "passenger strand" o "sense
strand"). La cadena guía del pARNi se une a un complejo de
proteínas denominado complejo silenciador del RNA de interferencia
(en inglés "RNA-interference silencing
complex", abreviado como "RISC") y el complejo resultante es
el responsable de la degradación celular del RNA mensajero
complementario a la cadena guía. Para la unión de la cadena guía al
complejo RISC es necesario administrar el ARN de doble cadena o
pARNi ya que la cadena guía por sí sola no puede unirse al complejo
RISC.
Por pARNi asociado a los componentes plasmáticos
se entiende en el contexto de la presente invención como los
diferentes complejos formados entre los pARNi y las moléculas
presentes de forma natural en el plasma formados después de un
proceso de disgregación o dispersión de los componentes del plasma.
En el proceso de asociación intervienen de forma mayoritaria
interacciones electroestáticas e interacciones hidrofóbicas con los
componentes del plasma que mayoritariamente son proteínas sanguíneas
(albúminas, fibrinógeno, inmunoglobulinas, HDL, VLDL, LDL,
protrombina, transferrina etc...) y en segundo lugar lípidos
presentes en el plasma de forma natural (triglicéridos, colesterol,
fosfolípidos, ácidos biliares, etc...).
Por componentes plasmáticos se entiende las
moléculas que están disueltas en el plasma de forma natural, y en
especial la mezcla de proteínas y lípidos presentes en el plasma.
Por la composición del plasma esta mezcla puede contener
fibrinógeno, inmunoglobulinas, albúminas, y otras proteínas como son
las VLDL, LDL, HDL, protrombina, transferína, etc..., junto con
triglicéridos, colesterol, fosfolípidos, ácidos biliares y etc. Las
proporciones entre los componentes plasmáticos para su uso en la
presente invención, y en especial de las proteínas y de los lípidos
puede variar y se puede ajustar según necesidad. Estos componentes
pueden consistir básicamente en: o bien proteínas plasmáticas; o
bien lípidos plasmáticos; aunque también se pueden encontrar en
forma de mezcla de proporciones de proteína vs. lípidos de entre
1:1000 y 1000:1. En una realización preferida la proporción de
proteínas a lípidos plasmáticos está alrededor de la relación en la
que se encuentra en el plasma.
Por dispersar los componentes plasmáticos en
medio acuoso se entiende en el contexto de la presente invención
como la aplicación de una fuerza física tal, como la producida por
acción de los ultrasonidos, a la solución que comprende los
componentes plasmáticos, como por ejemplo el mismo plasma, que
resulta en la separación de los agregados moleculares para dar
moléculas mas o menos aisladas exponiendo los bolsillos hidrofóbicos
y las partes cargadas que estaban ocluidas por el proceso de
agregación a los componentes de la solución acuosa, lo que resulta
en un aumento de la capacidad de formación de interacciones
electroestáticas e interacciones hidrofóbicas con los pARNi. El
grado de dispersión de los componentes plasmáticos se podría estimar
por diversas técnicas que se basan en el fenómeno
de la dispersión de la luz por las biomoléculas y que permiten estimar el tamaño hidrodinámico de las biomoléculas.
de la dispersión de la luz por las biomoléculas y que permiten estimar el tamaño hidrodinámico de las biomoléculas.
Por el término "expresión génica" se
entiende por la producción celular de una proteína determinada
codificada por el gen correspondiente. De forma general el gen que
se encuentra en los cromosomas presentes en el núcleo de las células
se transcribe generando una molécula de ARN mensajero que se libera
en el citoplasma. Allí la secuencia del ARN mensajero dirige la
síntesis de la proteína. El resultado de este proceso, que se conoce
como expresión génica, es la síntesis de una proteína cuya secuencia
esta codificada por el gen correspondiente.
Figura 1 muestra la actividad inhibitoria in
vivo de varios pARNi conjugados con lípidos C_{14} y C_{18}
contra TNF-\alpha de ratón, usando los protocolos
A y B en células HeLa. 1. pARNi sin modificar, 2. pARNi conjugado
con colesterol en el extremo 3' de la cadena acompañante, 7. pARNi
conjugado con un lípido C_{14} en el extremo 3' de la cadena
acompañante, 8. pARNi conjugado con un lípido C_{18} en el extremo
3' de la cadena acompañante, 11. pARNi conjugado con un lípido
C_{14} en el extremo 3' de la cadena acompañante y unidades 2'OMe,
12. pARNi conjugado con C_{14}N en el extremo 5' de la cadena
acompañante, 14. pARNi de secuencia aleatoria usado como secuencia
control negativa. La descripción de las secuencias 1, 2, 7, 8, 11,
12 y 14 de los pARNi se detalla en la Tabla 1 y la estructura
química de las modificaciones se presenta los esquemas 1 y 2, Los
datos representan las medias \pmES, n=3 y son comparados con la
secuencia aleatoria. ***p<0,001, *p<0,05. El análisis
estadístico se realizó usando el método ANOVA con el tratamiento de
Bonferroni.
Figura 2 muestra la actividad inhibitoria in
vivo de pARNi anti-TNF-\alpha
conjugados con acridina o quindolina, usando los protocolos A y B en
las células HeLa. 1. pARNi sin modificar, 3. pARNi conjugado con
acridina en el extremo 3' de la cadena sentido, 4. pARNi conjugado
con quindolina en el extremo 3' de la cadena sentido, 14. pARNi de
secuencia aleatoria usada como control negativo. La descripción de
las secuencias 1, 3, 4 y 14 de los pARNi se detalla en la Tabla 1 y
la estructura química de las modificaciones se presenta los esquemas
1 y 2, Los datos representan las medias \pmES, n=3 y son
comparados con una secuencia aleatoria. **p<0,01, *p<0,05. El
análisis estadístico se realizó usando el método ANOVA con el
tratamiento de Bonferroni.
Figura 3 muestra los efectos de la formulación
objeto de la invención sobre la actividad inhibitoria in vivo
de varios pARNi anti TNF-\alpha conjugados con
lípidos C_{14} y C_{18} usando los protocolos A y B en células
4T1. 1. pARNi sin modificar, 2. pARNi conjugado con colesterol en el
extremo 3' de la cadena acompañante, 7. pARNi conjugado con un
lípido C_{14} en el extremo 3' de la cadena acompañante, 8. pARNi
conjugado con un lípido C_{18} en el extremo 3' de la cadena
acompañante, 9. pARNi conjugado con lípido C_{14} en el extremo 3'
de la cadena guía, 10. pARNi conjugado con lípido C_{18} en el
extremo 3' de la cadena guía, 11. pARNi conjugado con un lípido
C_{14} en el extremo 3' de la cadena acompañante y unidades
2'-OMe, 12. pARNi conjugado con C_{14}N en el
extremo 5' de la cadena acompañante, 14. pARNi de secuencia
aleatoria usado como secuencia control. La descripción de las
secuencias 1, 2, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y 14 de los pARNi se detalla en
la Tabla 1 y la estructura química de las modificaciones se presenta
los esquemas 1 y 2, Los datos representan las medias \pmES, n=3 y
son comparados con una secuencia aleatoria. **p<0,001,
**p<0,01. El análisis estadístico se realizó usando el método
ANOVA con el tratamiento de con el tratamiento de Bonferroni.
Figura 4 muestra el efecto de la formulación
objeto de la invención sobre la actividad inhibitoria in vivo
de pARNi anti TNF-\alpha conjugados con acridina o
quindolina, usando los protocolos A y B en las células HeLa. 1.
pARNi sin modificar, 3. pARNi conjugado con acridina en el extremo
3' de la cadena acompañante, 6. pARNi conjugado con acridina en el
extremo 3' de la cadena guía, 4. pARNi conjugado con quindolina en
el extremo 3' de la cadena acompañante, 5. pARNi conjugado con
quindolina en el extremo 3' de la cadena guía, 14. pARNi de
secuencia aleatoria usada como control negativo. La descripción de
las secuencias 1, 3, 6, 4, 5 y 14 de los pARNi se detalla en la
Tabla 1 y la estructura química de las modificaciones se presenta
los esquemas 1 y 2, Los datos representan las medias \pmES, n=3 y
son comparados con la secuencia aleatoria. **p<0,01, *p<0,05.
El análisis estadístico se realizó usando el método ANOVA con el
tratamiento de Bonferroni.
Figura 5A muestra los efectos del dúplex de
pARNi en ausencia de suero y la figura 5B muestra los efectos de la
formulación objeto de la invención sobre la actividad inhibitoria
in vivo de pARNi contra PEPCK en células FAO. A. pARNi sin
modificar, B. pARNi conjugado con colesterol en el extremo 3' de la
cadena acompañante, 14. pARNi de secuencia aleatoria usada como
control negativo. La descripción de las secuencias A, B y 14 de los
pARNi se detalla en la Tabla 1 y la estructura química de las
modificaciones se presenta los esquemas 1 y 2, Se determinaron las
cantidades de ARNm producidas por las células después de 48 horas
del tratamiento con los pARNi. Los datos representan las medias
\pmES, n=3 y son comparados con una secuencia aleatoria.
**p<0,01, *p<0,05. El análisis estadístico se realizó usando
el método ANOVA con el tratamiento de Bonferroni.
Figura 6 muestra la medida de la fluorescencia
del pARNi siGLO en células 4T1 por Citometría de flujo. Células 4T1
fueron transfectadas con 100 nM de pARNi siGLO (Cy3) incubado con
diferentes cantidades de suero fetal bovino (0 \muL a 25 \muL)
usando ultrasonidos con el protocolo que hemos denominado la
formulación objeto de la invención. Después de 24 horas de
incubación, las células fueron analizadas en un citómetro de flujo.
La entrada celular del pARNi marcado con Cy3 fue cuantificado por la
medida de la señal de fluorescencia relativa en el canal Cy3. Las
células sin pARNi fueron usadas como control de fluorescencia. Los
datos representan las medias \pmES, n=3 y son comparados con
células transfectadas con el pARNi sin FBS. ***p<0,001,
**p<0,01. Test ANOVA, post-test Bonferroni.
Figura 7 muestra la biodistribución de un pARNi
fluorescente.
Se usaron 5 ratones de la cepa ICR de 8 semanas
de edad. 2 ratones fueron inyectados vía i.v. con 10 \mug de pARNi
siGLO de acuerdo con la formulación objeto de la invención con 450
\muL de suero de ratón, otros 2 ratones recibieron por vía i.v. el
pARNi siGLO disuelto directamente en 450 \muL de suero fisiológico
y 1 ratón que no fue inyectado, fue usado como control de
fluorescencia. Después de 4 horas, los animales fueron sacrificados
y los órganos perfundidos en PFA al 4% para luego hacer cortes de
los tejidos y observarlos bajo el microscopio confocal. Los datos
representan las medias \pmES, n=3 stacks de fotos de cada
tejido y se compara la formulación objeto de la invención con el
pARNi siGLO disuelto directamente en el suero, entre cada uno de los
tejidos. ***p<0,001, **p<0,01, *p<0,05 Test ANOVA,
post-test Bonferroni.
Figura 8 muestra un diagrama del proceso para la
formulación de la dispersión del pARNi y los componentes del suero
mediante el uso de sonicación.
A lo largo de la descripción y las
reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no
pretenden excluir otras características técnicas, aditivos,
componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos,
ventajas y características de la invención se desprenderán en parte
de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los
siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración,
y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
Los oligoribonucleótidos se prepararon
utilizando un sintetizador de la casa comercial Applied Biosystems
modelo 3400 utilizando fosforamiditos de
2-cianoetilo y los protectores de tipo
tert-butildimetilsilil (TBDMS) para la protección
del grupo hidroxilo en la posición 2'. Se utilizaron las siguientes
soluciones: 0,4 M 1H-tetrazol en ACN (catalizador);
3% ácido tricloroacético en DCM (destritilación), anhídrido
acético/piridina/tetrahidrofurano (1:1:8) (capping A), 10%
N-metilimidazol in tetrahidrofurano (capping B),
0,01 M iodo en tetrahidrofurano/piridina/agua (7:2:1) (oxidación).
En las secuencias de ARN, se eliminó el último DMT ya que el grupo
DMT no es totalmente estable al tratamiento de fluoruro. El
rendimiento medio por etapa de adición de un nucleótidos fue
alrededor del 97-98% para los monómeros de ARN. Los
soportes poliméricos obtenidos se trataron con una solución
concentrada de amoníaco-etanol (3:1) durante 1 h a
55ºC. Los soportes se lavaron con etanol y las soluciones
resultantes se combinaron y se evaporaron a sequedad. Los productos
resultantes se trataron con 0,15 ml de
trietilaminatris(hidrofluoruro)/trietilamina/N-metilpirrolidona
(4:3:6) durante 2,5 h a 65ºC con el fin de eliminar los grupos
TBDMS. Las reacciones se detuvieron por adición de 0,3 ml de
isopropoxitrimetilsilano y 0,75 ml de éter. Las mezclas resultantes
se agitaron y se enfriaron a 4ºC. Se formó un precipitado que fue
centrifugado a 7000 rpm durante 5 min a 4ºC. Los precipitados se
lavaron con éter y se centrifugaron de nuevo. Los residuos se
disolvieron en agua y los conjugados se purificaron por HPLC.
Columna: Nucleosil 120-10 C18 (250x4 mm); se utilizó
un gradiente lineal de 20 min desde 0% a 50% B; con un flujo de 3
ml/min. Las composición de las soluciones utilizadas en el HPLC
fueron: solución A: 5% acetonitrilo (ACN) en 100 mM acetato de
trietilamonio (pH 6,5) y solución B: 70% ACN en 100 mM acetato de
trietilamonio pH 6,5. Los productos purificados se analizaron por
espectrometría de masas
MALDI-TOF.
MALDI-TOF.
Los espectros de MALDI-TOF se
realizaron en un espectrómetro de masas Perseptive Voyager DETMRP,
equipado con un láser de nitrógeno de 337 nm utilizando un pulso de
3ns. La matriz utilizada contenía
2,4,6-trihidroxiacetophenone (THAP, 10 mg/ml en
ACN/agua 1:1) y citrato amónico (50 mg/ml en agua).
\vskip1.000000\baselineskip
Las siguientes secuencias de ARN se obtuvieron
de fuentes comerciales (Sigma-Proligo, Dharmacon):
cadena acompañante control negativo 5'-CAG UCG CGU
UUG CGA CUG
G-dT-dT-3' (SEQ ID
NO: 3), cadena guía control negativo 5'-CCA GUC GCA
AAC GCG ACU
G-dT-dT-3' (SEQ ID
NO: 4), cadena guía anti-TNF\alpha: SEQ ID NO: 1 y
cadena acompañante anti-TNF\alpha: SEQ ID NO: 2.
Los monómeros de tipo ARN se detallan en letras mayúsculas, la
abreviación dT corresponde timidina. La cadena sentido anti
TNF-\alpha con colesterol en el extremo 3': SEQ ID
NO: 1-colesterol fue preparada usando el soporte
comercial colesterol-tetraetilenglicol
(TEG)-3'-CPG (Glen Research). El
pARNi fluorescente marcado con Cy3 fue obtenido de fuentes
comerciales (siGLO Thermo scientific, Dharmacon USA). Las secuencias
de pARNi anti TNF-\alpha habían sido descritas
pARNi en la bibliografía para inhibir el mARN de
TNF-\alpha de ratón [D.R. Sorensen y col. Gene
silencing by systemic delivery of synthetic siRNA in adult mice.
Journal of Molecular Biology 327 (2003) páginas
761-766.].
\vskip1.000000\baselineskip
Células HeLa se cultivaron en condiciones
habituales: 37ºC, 5% CO_{2}, medio de Dulbecco Eagle modificado,
10% suero fetal bovino, 2 mM L-glutamina,
suplementado con penicilina (100 U/ml) y estreptomicina (100 mg/mL).
Todos los experimentos se hicieron a una confluencia del
40-60%. Las células HeLa se transfectaron con 250 ng
del plásmido que expresa el gen de TNF-\alpha de
ratón utilizando lipofectina (Invitrogen) y siguiendo las
instrucciones del
fabricante.
fabricante.
Células 4T1 de ratón se cultivaron en
condiciones habituales. 100 nM de cada uno de los dúplex de pARNi se
incubaron con 10% suero fetal bovino (FBS) antes de su adición a las
células 4T1. Al cabo de 24 h la cantidad de
TNF-\alpha producida por las células se analizó
por el ensayo de ELISA.
\vskip1.000000\baselineskip
i) Los pARNi con formula general (N19TT/N19TT)
se añadieron al suero fetal bovino en una proporción 0,33 \mug
pARNi/25 \mul de suero.
ii) El complejo pARNi/suero fue colocado en un
baño de ultrasonidos durante 5-10 minutos.
iii) El complejo pARNi/suero tratado con
ultrasonidos fue añadido al cultivo celular en presencia de medio de
cultivo celular fresco.
\newpage
1) Síntesis de oligoribonucleótidos que
contienen moléculas hidrofóbicas para su utilización en ensayo de
ARN de interferencia.
Se escogieron como genes diana, los siguientes
genes que codifican el factor de necrosis tumoral
(TNF-\alpha): 1) anti-TNF\alpha
cadena guía SEQ ID NO: 1 y 2) anti-TNF\alpha
cadena acompañante SEQ ID NO: 2. Este dúplex de pARNi (anti
TNF-\alpha) ya había sido descrito previamente por
regular eficientemente el mARN de TNF-\alpha de
ratón (S D.R. Sorensen y col. Gene silencing by systemic delivery of
synthetic siRNA in adult mice. Journal of Molecular Biology 327
(2003) páginas 761-766.). Se han preparado 12
duplexes con diversos compuestos hidrofóbicos en los extremos ya sea
en la cadena guía o en la cadena acompañante (Tabla 1).
Se seleccionaron las siguientes secuencias como
genes que codifican el PEPCK-C. 1) cadena
antisentido o guía anti-PEPCK-C: SEQ
ID NO: 5 y 2) cadena sentido o acompañante
anti-PEPCK-C: SEQ ID NO: 6. Estas
secuencias no se han descrito previamente.
Se han preparado siete secuencias de
oligonucleótidos conjugadas con derivados de C_{14} y C^{18}:
Dos cadenas de tipo guía y cinco de tipo acompañante, conjugadas con
C_{14} y C_{18} en el extremo 3' (ver esquema 1 y Tabla 1).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
1
Estructura química de los
lípidos (C_{14}, C_{18} y C_{14}N) unidos a los
pARNi
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los oligonucleótidos correspondientes a la
cadena acompañante 7 y 8 tienen derivados C_{14} y C_{18} en el
extremo 3' respectivamente. El oligonucleótido 12 tiene un derivado
de C_{14}N en el extremo 5' (tabla 1). El oligonucleótido 11 tiene
un derivado C_{14} en el extremo 3' y varias unidades
2'-O-metil a lo largo de la cadena
acompañante menos en las dos últimas timidinas. Se ha descrito que
las unidades 2'-O-metil estabilizan
las cadenas de ARN de la degradación por nucleasas. La posición de
las unidades 2'-OMe (mC =
2'-O-metil-C y mU =
2'-O-metil-U) en el
oligonucleótido 11 es 5'-GUG C (mC) U AUG (mU) (mC)
U (mC) AG (mC) C (mU) CTT-3' (SEQ ID NO:
7)-C_{14}.
Finalmente, se prepararon cuatro
oligonucleótidos conjugados con acridina o quindolina en el extremo
3' (tabla 1): Dos cadenas acompañantes conjugadas con acridina 3 o
quindolina 4 respectivamente y dos cadenas guía conjugadas con
acridina 6 o quindolina 5. La cadena guía conjugada con colesterol
en el extremo 3' fue preparada usando reactivos comerciales. La
síntesis de las secuencias de ARN ha sido desarrollada por los
inventores de la patente.
- G: Cadena guía/A: cadena acompañante. Las secuencias nucleotídicas de dichas cadenas se presentan de 5' a 3'. mC y mU representan la posición de derivados 2'-O-metil-C y 2'-O-metil-U respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
2
Estructura química de las
modificaciones acridina y quindolina incluidas en una de las
posiciones 3'-terminales de los
pARNi
2) Inhibición de
TNF-\alpha. Las cadenas guía y acompañante
fueron hibridadas y el resultado fue un dúplex o pARNi que se
utilizó para inhibir la expresión del gen de
TNF-\alpha. Primero se evaluó las propiedades
inhibitorias del pARNi en células HeLa con y sin la formulación
objeto de la invención. Estas células no expresan el gen
TNF-\alpha de ratón por lo tanto, se realizó una
cotransfección con el plásmido pCAm que contiene el gen de
TNF-\alpha de ratón. Se estudiaron dos protocolos
diferentes.
Protocolo A) Las células HeLa fueron
transfectadas con 250 ng de plásmido de ratón pCAm
TNF-\alpha usando lipofectina. Una hora más tarde
las células fueron tratadas con los pARNi (100 nM) sin usar ningún
reactivo de transfección, pero fueron incubadas con suero fetal
bovino y tratadas con ultrasonidos antes del proceso de
transfección. Después de 48 horas la cantidad de
TNF-\alpha producida por las células se analizó
por ELISA.
Protocolo B) Las células HeLa fueron
transfectadas con 250 ng del plásmido de ratón pCAm
TNF-\alpha usando lipofectina como se describió en
el apartado A. Una hora más tarde las células fueron tratadas con el
dúplex de pARNi (100 nM) en ausencia de suero. Después de 48 horas
la cantidad de TNF-\alpha producida por las
células se analizó por ELISA.
Los resultados de este experimento muestran que
la cantidad de TNF-\alpha producido después de 48
horas de la adición de los dúplex de pARNi modificados incubados con
un 10% de suero y ultrasonidos (A) o después de la adición sin la
incubación (B), son claramente diferentes. Se observó una inhibición
entre un 40 y 50% en la producción de la proteína
TNF-\alpha comparada con el pARNi de secuencia
aleatoria, solamente cuando el pARNi fue transfectado usando la
formulación objeto de la invención. La presencia de las unidades de
lípidos en los extremos 3' y 5' de la cadena sentido incrementaron
la inhibición de la expresión de TNF-\alpha.
La figura 2 indica que los pARNi conjugados con
acridina o quindolina pretratados con suero y ultrasonidos
produjeron una inhibición entre el 30 y 50% en la producción de
TNF-\alpha comparando con el pARNi aleatorio usado
como control negativo. No se observó inhibición en ausencia de la
formulación objeto de la invención. Solamente la quindolina en el
extremo 3' de la cadena sentido incrementó la inhibición de la
expresión de TNF-\alpha.
A continuación se estudiaron las propiedades
inhibitorias de los pARNi en células de ratón 4T1. Estas células
producen TNF-\alpha de ratón de forma endógena. En
estos experimentos las células se trataron con el dúplex de pARNi
(100 nM) sin la utilización de ningún reactivo de transfección. Los
pARNi fueron incubados con suero y ultrasonidos o simplemente
añadidos a las células sin tratamiento previo. A las 24 horas la
cantidad de TNF-\alpha producida por las células
se analizó por ELISA.
Los resultados de la inhibición de
TNF-\alpha por los pARNi conjugados con lípidos se
muestran en la figura 3. Como se describió para las células HeLa, se
puede observar una fuerte inhibición en la producción de
TNF-\alpha sólo cuando se utilizó la formulación
objeto de la invención. La inhibición más elevada (80%) se observó
cuando se utilizó el dúplex de pARNi conjugado con el lípido
C_{14} en el extremo 3' de la cadena acompañante (7).
Los resultados de la inhibición de
TNF-\alpha por los pARNi conjugados con acridina o
quindolina se muestran en la figura 4. Las cadenas guía y
acompañante se modificaron en el extremo 3' (3 y 6). Tal como se
puede observar, se encontró una fuerte inhibición en la producción
de TNF-\alpha usando la formulación objeto de la
invención. La inhibición más elevada (60%) se observó con el pARNi
conjugado con quindolina en el extremo 3' de la cadena acompañante
(4).
\vskip1.000000\baselineskip
3) Inhibición de
PEPCK-C.
Las secuencias guía y acompañante
complementarias a PEPCK fueron hibridadas y el dúplex resultante se
usó para inhibir la expresión del gen PEPCK-C. Se
estudiaron las propiedades del pARNi en células FAO (hepatoma de
rata) con y sin la formulación objeto de la invención. Estas células
expresan el gen PEPCK-C endógenamente (pckl) por lo
tanto no fue necesario realizar cotransfección con el plásmido
correspondiente. Se utilizaron los siguientes protocolos:
A) Las células FAO fueron tratadas con el dúplex
de pARNi (100 nM) en ausencia de suero. Después de 48 horas la
cantidad de ARNm de pepCK-C producido por las
células se analizó por qRT-PCR.
B) Las células FAO fueron tratadas con el dúplex
de pARNi (100 nM) incubado con suero fetal bovino y ultrasonidos.
Después de 48 horas la cantidad de ARNm de PEPCK-C
producido por las células se analizó por
qRT-PCR.
Los resultados de este experimento demuestran
que el pARNi incubado con suero y ultrasonidos mejora
significativamente el silenciamiento génico del gen diana Pck1 en
las células FAO. Es interesante destacar que la mejoría de la
entrada del pARNi por acción de la formulación objeto de la
invención, no requiere de modificaciones en el pARNi para ayudar a
incrementar la eficiencia. Usando esta metodología el pARNi sin
modificar es un buen inhibidor del ARNm de
PEPCK-C.
\vskip1.000000\baselineskip
4) Entrada celular de un pARNi marcado con
una molécula fluorescente (Cy3) usando la formulación objeto de la
invención''.
Se optimizó el método, suponiendo que la
eficiencia del método dependía de la interacción del pARNi con los
componentes plasmáticos, determinando la mejor proporción de
pARNi/suero. Para ello, se transfectaron células de ratón 4T1 con un
pARNi fluorescente marcado con Cy3 incubado previamente con
diferentes volúmenes de suero fetal bovino y ultrasonidos (de 0
\muL a 25 \muL), y medimos la entrada del pARNi en las células
por citometría de flujo (DakoCytomation, modelo MoFlo) a una
velocidad de 1000 células por segundo.
Las imágenes obtenidas usando el citómetro de
flujo, muestran que cuando el pARNi siGLO fue transfectado
directamente sobre las células con medio suplementado con suero, es
decir sin la formulación objeto de la invención, solo el 20% de las
células del campo, estaban transfectadas, mientras que en el caso de
la formulación objeto de la invención del pARNi siGLO con 15 \mul
de FBS, el 50% de las células, presentaban una gran fluorescencia
(Figura 6). Según estos datos, la proporción más eficiente para
asegurar una mejor entrada del pARNi en las células es 0,33 \mug
pARNi/15 \muL suero que será la concentración utilizada en los
ensayos in vivo.
Se observó también que al aumentar el volumen de
suero, la eficiencia de entrada del pARNi en las células disminuye,
esto puede ser debido a una posible saturación de los sitios de
unión que tienen las proteínas presentes en el suero.
5) Administración in vivo del pARNi
siGLO en ratones.
Se usaron 5 ratones de la cepa ICR de 8 semanas
de edad (Harían, Interfauna Ibérica España). Los animales estuvieron
estabulados en condiciones ambientales estándar, temperatura 22ºC,
humedad relativa del 70-80% y con un ciclo de
iluminación de 12 horas diarias, hasta el momento de realizar los
ensayos.
Todos los protocolos usados fueron aprobados
previamente por el comité ético de la Universidad de Barcelona y la
manipulación de los animales se rigió por la normativa de la
Comunidad Europea.
El ensayo consistió en administrar por inyección
en la vena de la cola de ratones, 450 \muL de una solución del
pARNi fluorescente Cy3, incubado con ultrasonidos o no con suero de
ratón conservando una proporción de 0.33 \mug de pARNi: 15 \muL
de suero. Después de 4 horas, los animales fueron sacrificados con
éter y los tejidos fueron perfundidos con PFA al 4%. Luego los
tejidos se cortaron en un Criostat (Leica) con un tamaño de 30
\mum para ser montados en portaobjetos y observados bajo el
microscopio confocal (Leica modelo. TCS NT). Se tomaron 3 fotos de
cortes longitudinales de cada uno de los órganos, conservando los
mismos parámetros de adquisición entre los órganos. La fluorescencia
observada en las fotos, fue cuantificada usando un programa de
ordenador, el MacBiophotonics ImageJ que permite obtener valores
cuantitativos de la fluorescencia de los tejidos.
Como se muestra en la figura 7, después de 4
horas de la administración por vía i.v., los niveles de
fluorescencia del siGLO sin la formulación objeto de la invención
fueron más bajos en todos los órganos, mientras que se detectaron
niveles significativos entre un 20 y un 50% más de pARNi en pulmón,
corazón, hígado, bazo y tejido adiposo cuando fue preincubado con
suero de ratón. Indicando ésto que la formulación objeto de la
invención mejora las propiedades de biodistribución de los
pARNi.
<110> Consejo Superior de investigaciones
Científicas (CSIC)
\hskip1cmUniversidad de Barcelona
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Método para la administración de
oligonucleótidos
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> ES1641.514
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn version 3.5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de la secuencia guía o
antisentido del ARN de TNF alfa de Mus musculus a la que se
han adicionado dos timinas en el extremo 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgaggcugaga cauaggcact t
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de la secuencia
acompañante o sentido del ARN de TNF alfa de Mus musculus a
la que se han adicionado dos timinas en el extremo 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgugccuaugu cucagccuct t
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de una secuencia guía o
antisentido de ARN de Euglena gracilis a la que se han
adicionado dos timinas en el extremo 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcagucgcguu ugcgacuggt t
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de una secuencia
acompañante o sentido de ARN de Euglena gracilis a la que se
han adicionado dos timinas en el extremo 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipccagucgcaa acgcgacugt t
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de la secuencia guía o
antisentido del ARN de PEPCK-L de Mus
musculus a la que se han adicionado dos timinas en el extremo
3'.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipuuacaucugg cugauucuct t
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de la secuencia
acompañante o sentido del ARN de PEPCK-L de Mus
musculus a la que se han adicionado dos timinas en el extremo
3'.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgagaaucagc cagauguaat t
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> DNA
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Fragmento de la secuencia
acompañante o sentido del ARN de TNF alfa de Mus musculus a
la que se han adicionado dos timinas en el extremo 3' y se han
metilado algunos nucleótidos.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_RNA
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (5)..(5)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> El nucleótido definido como "n"
corresponde a un nucleótido "cm" de acuerdo con la lista de
nucleótidos modificados del cuadro 2 del apéndice 2 de la Norma
ST.25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (5)..(5)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n es a, c, g, t o u
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_RNA
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (10)..(10)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> El nucleótido definido como "n"
corresponde a un nucleótido "um" de acuerdo con la lista de
nucleótidos modificados del cuadro 2 del apéndice 2 de la Norma
ST.25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (10)..(11)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n es a, c, g, t o u
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_RNA
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (11)..(11)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> El nucleótido definido como "n"
corresponde a un nucleótido "cm" de acuerdo con la lista de
nucleótidos modificados del cuadro 2 del apéndice 2 de la Norma
ST.25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_RNA
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (13)..(13)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> El nucleótido definido como "n"
corresponde a un nucleótido "cm" de acuerdo con la lista de
nucleótidos modificados del cuadro 2 del apéndice 2 de la Norma
ST.25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (13)..(13)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n es a, c, g, t o u
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_RNA
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (16)..(16)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> El nucleótido definido como "n"
corresponde a un nucleótido "cm" de acuerdo con la lista de
nucleótidos modificados del cuadro 2 del apéndice 2 de la Norma
ST.25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (16)..(16)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n es a, c, g, t o u
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_RNA
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (18)..(18)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> El nucleótido definido como "n"
corresponde a un nucleótido "um" de acuerdo con la lista de
nucleótidos modificados del cuadro 2 del apéndice 2 de la Norma
ST.25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (18)..(18)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n es a, c, g, t o u
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgugcnuaugn nunagncnct t
\hfill21
Claims (31)
1. Un proceso para la obtención de una
formulación que comprende pARNi asociado a los componentes
plasmáticos, caracterizado porque el proceso comprende una
etapa en la que se dispersan los componentes plasmáticos en medio
acuoso.
2. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la dispersión de los componentes
plasmáticos se realiza mediante ultrasonidos.
3. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
proporción entre pARNi y los componentes plasmáticos varía entre
1:100 y 1:50000.
4. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la proporción entre pARNi y los
componentes plasmáticos varía entre 1:500 y 1:10000.
5. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la proporción entre pARNi y los
componentes plasmáticos varía entre 1:3000 y 1:5000.
6. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como fuente
de los componentes plasmáticos se utiliza plasma y/o suero
sanguíneo.
7. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
formulación es inyectable.
8. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pARNi no
está derivatizado en su extremo 3' ó 5' en cualquiera de sus
cadenas.
9. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque el pARNi es de fuente natural (aislado
de células), o obtenido por proceso de copia enzimática de un molde
de ADN mediante la utilización de ARN polimerasa o sintetizado a
partir de un ADN molde mediante la utilización de ARN
polimerasa.
10. El proceso según cualquiera de las
reivindicación 1 a 7, caracterizado porque el pARNi está
derivatizado en su posición 3' ó 5' con al menos un lípido, al menos
un péptido, al menos un carbohidrato o cualquiera de sus
combinaciones.
11. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pARNi
comprende entre 15 y 40 nucleótidos.
12. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pARNi
comprende entre 19 y 25 nucleótidos.
13. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
dispersión se lleva a cabo a una temperatura entre 0 y 85ºC.
14. El proceso según la reivindicación anterior
caracterizado porque la dispersión se lleva a cabo a una
temperatura entre 5 y 50ºC.
15. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la dispersión se lleva a cabo a una
temperatura entre 10 y 35ºC.
16. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
dispersión se lleva a cabo al menos durante 1 segundo.
17. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la dispersión se lleva a cabo al menos
durante 15 segundos.
18. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la dispersión se lleva a cabo al menos
entre 30 segundos y 2 horas.
19. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la dispersión se lleva a cabo al menos
entre 60 segundos y 30 min.
20. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dúplex de
pARNi comprende al menos una sustitución seleccionada entre
2'-O-metilo-ribonucleótido;
2'-desoxirribonucleótido;
2'-metoxietil-ribonucleótido;
2'-fluoro-desoxirribonucleótido;
2'-fluoro-arabinonucleótido;
nucleósidos de conformación restringida; ARN con enlaces
fosforotioato; residuos abásicos o ribitoles; o nucleósidos que
contienen bases modificadas tales como
5-metilcitosina, 5-metiluracilo,
4-alquinilcitosina,
5-alquiniluracilo,
5-halogenocitosina,
5-halogenouracilo, 7-deazaadenina,
7-deazaguanina o hipoxantina.
21. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dúplex
de pARNi inhibe/silencia parcial o totalmente la expresión de al
menos uno de los siguientes genes: factor de necrosis tumoral alfa
(TNF\alpha), factor de crecimiento endotelial y vascular (VEGF),
receptor de VEGF (VEGF R1/2), factor supresor de colonias de
granulocitos (GM-CSF-1) y de
macrófagos (M-CSF-1), angiopoietina
(ANGPT), apolipoproteína (ApoB), neovascularización vascular (CNV),
carboxiquinasa fosfoenol piruvato (PEPCK), receptor del factor de
crecimiento epidérmico humano (HER2), proteína inflamatoria de
macrófagos (MIP2), receptor de
N-metil-D aspartato (NMDA),
citoquina derivadas de los keratocitos (KC), receptor opio de delta
(DOR), receptor del dominio de Discoidina (DDR1), gen de la
fosfoproteína PIV (PIV-P), oxigenasa hemo (HMOX1),
caveloina, transportador de dopamina, proteína fluorescente verde y
proteína del sarcoma de Swing (EWS-FL/1).
22. El proceso según la reivindicación anterior,
caracterizado porque el dúplex de pARNi (Y) inhibe/silencia,
total o parcialmente, la expresión de al menos uno de los siguientes
genes: factor de necrosis tumoral alfa (TNF\alpha), factor de
crecimiento endotelial y vascular (VEGF), receptor de VEGF (VEGF
R1/2), factor supresor de colonias de granulocitos
(GM-CSF-1) y de macrófagos
(M-CSF-1).
23. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
secuencia de pARNi se seleccionan entre:
anti-TNF\alpha antisentido o guía 5'SEQ ID NO: 1;
anti-TNF\alpha sentido o acompañante: SEQ ID NO:
2; cadena antisentido o guía
anti-PEPCK-C: SEQ ID NO: 5; SEQ ID
NO: 6.
24. Una composición farmacéutica de pARNi
asociado a los componentes plasmáticos obtenible por cualquiera de
los procesos definidos en las reivindicaciones anteriores.
25. La composición farmacéutica según la
reivindicación anterior, caracterizada porque comprende al
menos un excipiente o un vehículo farmacéuticamente aceptable.
26. La composición farmacéutica según la
reivindicación anterior, caracterizada porque comprende al
menos un agente de transfección.
27. La composición farmacéutica según la
reivindicación anterior, caracterizada porque el agente de
transfección se selecciona de la lista que comprende los siguientes
compuestos: lipofectina, liptofectamina, oligofectamina, effectene,
cellfectina, DOTAP, DOPE, fugene, polietilenglicol, colesterol,
polietilenimida (PEI), Jet-polietilenimida, péptidos
de penetración celular, péptidos troyanos, péptido TAT, penetratina,
oligoarginina, poli-lisina, glicoproteína del virus
de la rabia, nanopartículas de oro, dendrímeros, nanotubos de
carbono, lípidos catiónicos y liposomas.
28. La composición farmacéutica según cualquiera
de las reivindicaciones 24 a 27, donde se presenta en una forma
adaptada a la administración oral o parenteral, preferiblemente
parenteral.
29. El uso de las composiciones farmacéuticas
según cualquiera de las cinco reivindicaciones anteriores para la
preparación de un medicamento.
30. El uso según la reivindicación anterior para
la preparación de un medicamento para el silenciamiento génico.
31. El uso según cualquiera de las dos
reivindicaciones anteriores para la preparación de un medicamento
para el tratamiento del cáncer, inflamación, colitis, colitis
ulcerativa, enfermedad de Crohn o artritis reumatoides.
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