ES2630080T3 - Supresión del cáncer - Google Patents

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Abstract

Un polipéptido, para uso en la supresión o tratamiento del cáncer mediante la inhibición de la secreción autocrina de una célula cancerosa en un paciente, en el que el polipéptido comprende: (i) una proteasa no citotóxica, proteasa que es capaz de escindir una proteína SNARE expresada en dicha célula cancerosa; (ii) un Resto de Direccionamiento (TM) que es capaz de unirse a un Sitio de Unión en una célula cancerosa, Sitio de Unión que es capaz de experimentar endocitosis para ser incorporado en un endosoma en la célula cancerosa; y (iii) un dominio de translocación que es capaz de translocar la proteasa desde dentro de un endosoma, a través de la membrana endosomal y en el citosol de la célula cancerosa; en el que el polipéptido carece de la función de unión natural de un dominio Hcc de neurotoxina clostridial que permite a la neurotoxina clostridial unirse a terminales nerviosas en la unión neuromuscular; con la condición de que la célula cancerosa no es una célula tumoral neuroendocrina; y con la condición de que el polipéptido no es una molécula de neurotoxina clostridial natural; y en el que dicha expresión de la proteína SNARE está regulada al alza en el tipo de célula cancerosa cuando se compara con la expresión de la proteína SNARE en el mismo tipo celular en un estado no canceroso.

Description

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ciclo(25-29)[MeTyr1,Ala15,DAsp25,Nle27,Orn29+++]-hGHRH(1-29)-NH2. (D-Tyr1)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Ala2)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Asp3)-GHRH (1-29)-NH2
5 (D-Ala4)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Thr7)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Asn8)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Ser9)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Tyr10)-GHRH (1-29)-NH2
10 (Phe4)-GHRH (1-29)-NH2 (pCI-Phe6)-GHRH (1-29)-NH2 (N-Ac-Tyr1)-GHRH (1-29)-NH2 (N-Ac-Tyr1, D-Ala2)-GHRH (1-29)-NH2 (N-Ac-D-Tyr1, D-Ala2)-GHRH (1-29)-NH2
15 (N-Ac-D-Tyr1, D-Ala 2, D-Asp3)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Ala2, NLeu27)-GHRH (1-29)-NH2 (His1, D-Ala2, NLeu27)-GHRH (1-29)-NH2 (N-Ac-His1, D-Ala2, N-Leu27)-GHRH (1-29)-NH2 (His1, D-Ala 2, D-Ala 4, Nleu27)-GHRH (1-29)-NH2
20 (D-Ala2, D-Asp3, D-Asn8, NLeu27)-GHRH (1-29)-NH2 (D-Asp3, D-Asn8, NLeu27)-GHRH (1-29)-NH2 [His1, NLeu27]-hGHRH(1-29)-NH2 [NLeu27]-hGHRH(1-29)-NH2
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preferidos en esta realización incluyen el ligando natural correspondiente para dichos receptores, así como truncamientos y análogos peptídicos de éste. Los ejemplos incluyen: péptidos de NRG tal como NRG-2 o NRG-3, o péptidos del factor de crecimiento semejante a EGF de unión a heparina; péptidos de neuregulina, péptido GP30, péptidos de NOTCH, péptidos de granulina tal como granulina-4, péptidos de efrina-A tal como efrina A1-A5, péptidos de IGF tal como IGF-1 o IGF-2, NTAK, GRP, o GnRH; así como truncamientos y análogos peptídicos de éstos.
En una realización, la célula cancerosa es una célula de cáncer de hueso. Los presentes inventores han confirmado que se observa expresión indeseable de SNARE en células de cáncer de hueso. En esta realización, el ligando de TM se une a un receptor en la célula de cáncer de hueso, tal como a un receptor seleccionado de: un receptor de IGF tal como un IGF-IR, un receptor de GHRH, o un receptor de FGF tal como un receptor de bFGF. Los TM preferidos en esta realización incluyen el ligando natural correspondiente para dichos receptores, así como truncamientos y análogos peptídicos de éste. Los ejemplos incluyen: PDGF tal como PDGF-alfa o PDGF-beta, TGF tal como TGFbeta1, IGF tal como IGF-1, GHRH, FGF tal como bFGF, G-CSF, o IL tal como IL-6; así como truncamientos y análogos peptídicos de éstos.
En una realización, la célula cancerosa es una célula de cáncer de cerebro. Los presentes inventores han confirmado que se observa expresión indeseable de SNARE en células de cáncer de cerebro. En esta realización, el ligando de TM se une a un receptor en la célula de cáncer de cerebro, tal como a un receptor seleccionado de: un receptor de EPO, glicoproteína receptora de 78 kDa (gp78), un receptor de ErbB tal como EGFR, como un receptor de PDGF tal como PDGFR-alfa, un receptor de CRL tal como CRLR/RAMP2 o CRLR/RAMP3, un receptor de neuropilina tal como NRP-1 o NRP-2, un receptor de CXC tal como CXCR4, un VEGFR tal como VEGFR-1, un IGFR tal como IGF1R, un receptor de GDNF tal como GDNFR-alfa 1, o un receptor de MET. Los TM preferidos en esta realización incluyen el ligando natural correspondiente para dichos receptores, así como truncamientos y análogos peptídicos de éste. Los ejemplos incluyen: péptidos de eritropoyetina (EPO), péptidos de IGF, péptidos de factor de motilidad autocrino (AMF), péptidos de GDNF, péptidos de HB-EGF, péptidos de TGF tal como TGF-alfa, péptidos de PDGF tal como PDGFA, PDGF-B, PDGF-C o PDGF-D, péptidos de neuregulina tal como neuregulina-1, adrenomedulina, péptidos de IL tal como IL-6, péptidos de factor de dispersión/factor de crecimiento de hepatocitos (SF/HGF), péptidos de granulina tal como granulina-4, péptidos de VEGF tal como VEGF-A, o péptidos de TGF tal como TGF beta 1 o TGF beta 2; así como truncamientos y análogos peptídicos de éstos.
En una realización, la célula cancerosa es una célula de cáncer colorrectal. Los presentes inventores han confirmado que se observa expresión indeseable de SNARE en células de cáncer colorrectal. En esta realización, el ligando de TM se une a un receptor en la célula de cáncer colorrectal, tal como a un receptor seleccionado de: un receptor de IGF tal como IGF-R1, un receptor de ErbB tal como EGFR, un receptor de GRP, un receptor de IL tal como IL6-R, un receptor de CCK tal como un receptor de CCK-B, o un receptor de prolactina. Los TM preferidos en esta realización incluyen el ligando natural correspondiente para dichos receptores, así como truncamientos y análogos peptídicos de éste. Los ejemplos incluyen: FGF tal como FGF18, IGF tal como IGF-1, TGF tal como TGFalfa, GRP, IL tal como IL6, ErbB tal como EGF, gastrina, o prolactina; así como truncamientos y análogos peptídicos de éstos.
En una realización, la célula cancerosa es una célula de cáncer de hígado. Los presentes inventores han confirmado que se observa expresión indeseable de SNARE en células de cáncer de hígado. En esta realización, el ligando de TM se une a un receptor en la célula de cáncer de hígado, tal como a un receptor seleccionado de: un receptor de TrkA (NGF), un receptor de IGF tal como IGF-IR, un receptor de HGF tal como un receptor de HGF-Met, un receptor de c-met, un receptor de gp78, o un receptor de ErbB tal como un EGFR. Los TM preferidos en esta realización incluyen el ligando natural correspondiente para dichos receptores, así como truncamientos y análogos peptídicos de éste. Los ejemplos incluyen: NGF, IL tal como IL-6 o IL-8, IGF tal como IGF-1 o IGF-2, HGF, SF/HGF, hepatopoyetina (HPO), AMF, TGF tal como TGF-beta o TGF-alfa, LIF o PDGF; así como truncamientos y análogos peptídicos de éstos.
En una realización, la célula cancerosa es una célula de cáncer de la piel. Los presentes inventores han confirmado que se observa expresión indeseable de SNARE en células de cáncer de la piel. En esta realización, el ligando de TM se une a un receptor en la célula de cáncer de la piel (por ejemplo, basal, melanoma, escamoso), tal como a un receptor seleccionado de: un receptor de FGF receptor tal como FGFR-1, un receptor de c-kit, un receptor de VEGF tal como VEGFR-2, un receptor de c-Met, o un receptor de melanocortina tal como un receptor de melanocortina-1. Los TM preferidos en esta realización incluyen el ligando natural correspondiente para dichos receptores, así como truncamientos y análogos peptídicos de éste. Los ejemplos incluyen: IL tal como IL8 o IL-10, FGF tal como bFGF, SCF, VEGF tal como VEGF-A, ErbB tal como EGF, EPO, osteopontina (OPN), TGF tal como TGF-beta, MGSA/GRO tal como MGSA/GRO alfa, beta o gamma, HGF/SF, alfa-melanotropina, anfiregulina, o AMF; así como truncamientos y análogos peptídicos de éstos.
En una realización, la célula cancerosa es una célula de cáncer de sarcoma de Kaposi. Los presentes inventores han confirmado que se observa expresión indeseable de SNARE en células de cáncer de sarcoma de Kaposi. En esta realización, el ligando de TM se une a un receptor en la célula de sarcoma de Kaposi, tal como a un receptor seleccionado de: un receptor de PDGF tal como PDGFRA, un receptor de c-kit, un receptor de TGF-beta tal como TGFR-1, un receptor de endotelina tal como ETA-R, un receptor de quimioquina tal como CXCR3 o CCRL2, un
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aminoácidos, más preferiblemente mayor de 40 residuos de aminoácidos, particularmente preferiblemente mayor de 50 residuos de aminoácidos desde el extremo C del componente TM.
El polipéptido de la presente invención puede incluir uno o más (por ejemplo, dos, tres, cuatro, cinco o más) sitios de escisión destructivos de proteasas. Cuando se incluye más de un sitio de escisión destructivo, cada sitio de escisión
5 puede ser el mismo o diferente. A este respecto, el uso de más de un sitio de escisión destructivo proporciona inactivación fuera de sitio mejorada. De forma similar, el uso de dos o más sitios de escisión destructivos diferentes proporciona una flexibilidad adicional en el diseño.
El o los sitios de escisión destructivos pueden prepararse por ingeniería en cualquiera del o de los componentes del polipéptido siguientes: el componente proteasa no citotóxica; el componente de translocación; el Resto de
10 Direccionamiento; o el péptido espaciador (si está presente). A este respecto, el o los sitios de escisión destructivos se eligen para asegurar un efecto adverso mínimo en la potencia del polipéptido (por ejemplo, teniendo un efecto mínimo en las regiones de direccionamiento/unión y/o dominio de translocación, y/o en el dominio de proteasa no citotóxica) mientras se asegura que el polipéptido es lábil fuera de su sitio diana/célula diana.
Los sitios de escisión destructivos preferidos (más las segundas proteasas correspondientes) se listan en la Tabla
15 inmediatamente a continuación. Los sitios de escisión listados son puramente ilustrativos y no se pretende que sean limitantes para la presente invención.
Segunda proteasa
Secuencia de reconocimiento del sitio de escisión destructivo Varianza tolerada de la secuencia de reconocimiento
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P4
P3 P2 P1 P1' P2' P3'
Trombina
A, F, G, I, L, T, V o M A, F, G, I, L, T, V, W o A P R No D o E No D o E --
Trombina
imagen15 G R G
Factor Xa
A, F, G, I, L, T, V o M D o E G R - - --
ADAM17
Proteasa semejante a tripsina de vías aéreas humana (HAT)
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ACE (peptidildipeptidasa A)
- - - -- No P No D o E N/A
Elastasa (leucocito)
imagen17 M, R E A, H V, T V, T, H Y --
Furina
imagen18 R X R o K R
Granzima
imagen19 I E P D - - --
Caspasa 1
F, W, Y, L -- H, A, T D No P, E, D, Q, K o R -- --
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Segunda proteasa
Secuencia de reconocimiento del sitio de escisión destructivo Varianza tolerada de la secuencia de reconocimiento
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Caspasa 2
imagen21 D V A D No P, E, D, Q, K o R -- ---
Caspasa 3
imagen22 D M Q D No P, E, D, Q, K o R -- ---
Caspasa 4
imagen23 L E V D No P, E, D, Q, K o R -- ---
Caspasa 5
L o W E H D -- -- ---
Caspasa 6
V E H o I D No P, E, D, Q, K o R -- ---
Caspasa 7
imagen24 D E V D No P, E, D, Q, K o R -- ---
Caspasa 8
I o L E T D No P, E, D, Q, K o R -- ---
Caspasa 9
imagen25 L E H D -- -- ---
Caspasa 10
I E H D -- -- ---
Las metaloproteasas de matriz (MMP) son un grupo preferido de proteasas destructivas en el contexto de la presente invención. En este grupo, ADAM17 (EC 3.4.24.86, también conocido como TACE), se prefiere y escinde una variedad de proteínas de la superficie celular ancladas a la membrana para “desprender” los dominios
5 extracelulares. Las MMP preferidas adicionales incluyen adamalisinas, serralisinas, y astacinas.
Otro grupo de proteasas destructivas preferidas es una proteasa de sangre de mamífero, tal como Trombina, Factor de Coagulación VIIa, Factor de Coagulación IXa, Factor de Coagulación Xa, Factor de Coagulación XIa, Factor de Coagulación XIIa, Calicreína, Proteína C, y proteasa de serina asociada a MBP.
En una realización de la presente invención, dicho sitio de escisión destructivo comprende una secuencia de
10 reconocimiento que tiene al menos 3 ó 4, preferiblemente 5 ó 6, más preferiblemente 6 ó 7, y particularmente preferiblemente al menos 8 residuos de aminoácidos contiguos. A este respecto, cuanto mayor (en términos de residuos de aminoácidos contiguos) es la secuencia de reconocimiento, menos probable es que ocurra una escisión no específica del sitio destructivo a través de una segunda proteasa no pretendida.
Se prefiere que el sitio de escisión destructivo de la presente invención se introduzca en el componente proteasa y/o
15 el Resto de Direccionamiento y/o en el componente de translocación y/o en el péptido espaciador. De estos cuatro componentes, se prefiere el componente proteasa. De acuerdo con esto, el polipéptido puede inactivarse rápidamente por destrucción directa de los componentes proteasa no citotóxica y/o de unión y/o de translocación.
Administración de polipéptidos
En el uso, la presente invención emplea una composición farmacéutica, que comprende un polipéptido, junto con al
20 menos un componente seleccionado de un vehículo, excipiente, adyuvante, propelente y/o sal farmacéuticamente aceptables.
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Los polipéptidos de la presente invención pueden formularse para aplicación oral, parenteral, infusión continua, implante, inhalación o tópica. Las composiciones adecuadas para inyección pueden estar en la forma de disoluciones, suspensiones o emulsiones, o polvos secos que se disuelven o suspenden en un vehículo adecuado antes del uso.
Los medios de administración local pueden incluir un aerosol, u otro pulverizador (por ejemplo, un nebulizador). A este respecto, una formulación en aerosol de un polipéptido permite la administración a los pulmones y/o otros conductos nasales y/o bronquiales o de vías aéreas.
La ruta preferida de administración se selecciona de: sistémica, laparoscópica y/o inyección localizada (por ejemplo, inyección directamente en el tumor).
En el caso de formulaciones para inyección, es opcional incluir una sustancia farmacéuticamente activa para ayudar en la retención en o reducir la eliminación del polipéptido del sitio de administración. Un ejemplo de dicha sustancia farmacéuticamente activa es un vasoconstrictor tal como adrenalina. Dicha formulación confiere la ventaja de incrementar el tiempo de residencia del polipéptido después de la administración y así incrementar y/o potenciar su efecto.
Los intervalos de dosificación para la administración de los polipéptidos de la presente invención son aquellos para producir el efecto terapéutico deseado. Se apreciará que el intervalo de dosificación requerido depende de la naturaleza precisa del polipéptido o composición, la ruta de administración, la naturaleza de la formulación, la edad del paciente, la naturaleza, magnitud o gravedad de la afección del paciente, contraindicaciones, si existen, y el criterio del médico responsable. Las variaciones en estos niveles de dosificación pueden ajustarse usando rutinas empíricas estándar para la optimización.
Las dosificaciones diarias adecuadas (por kg de peso del paciente) están en el intervalo 0,0001-1 mg/kg, preferiblemente 0,0001-0,5 mg/kg, más preferiblemente 0,002-0,5 mg/kg, y particularmente preferiblemente 0,004-0,5 mg/kg. La dosificación unitaria puede variar de menos de 1 microgramo a 30 mg, pero típicamente estará en la región de 0,01 a 1 mg por dosis, que puede administrarse diariamente o preferiblemente menos frecuentemente, tal como semanalmente o cada seis meses.
Un régimen de dosificación particularmente preferido se basa en 2,5 ng de polipéptido como la 1X dosis. A este respecto, las dosificaciones preferidas están en el intervalo 1X-100X (es decir, 2,5-250 ng).
Las formas de dosificación fluidas se preparan típicamente utilizando el polipéptido y un vehículo estéril sin pirógenos. El polipéptido, dependiendo del vehículo y concentración usados, puede bien disolverse o suspenderse en el vehículo. En la preparación de disoluciones, el polipéptido puede disolverse en el vehículo, haciéndose la disolución isotónica si es necesario por la adición de cloruro de sodio y esterilizando por filtración a través de un filtro estéril usando técnicas asépticas antes de utilizarlo para rellenar viales o ampollas estériles adecuados y sellar. Alternativamente, si la estabilidad de la disolución es adecuada, la disolución en sus contenedores sellados puede esterilizarse mediante autoclave. Ventajosamente, pueden disolverse en el vehículo aditivos tales como agentes tamponadores, solubilizadores, estabilizadores, conservantes o bactericidas, de suspensión o emulsionantes y o agentes anestésicos locales.
Los polvos secos, que se disuelven o suspenden en un vehículo adecuado antes del uso, pueden prepararse utilizando ingredientes pre-esterilizados para rellenar un contenedor estéril usando técnica aséptica en un área estéril. Alternativamente, los ingredientes pueden disolverse en contenedores adecuados usando técnica aséptica en un área estéril. El producto se liofiliza y los contenedores se sellan asépticamente.
Las suspensiones parenterales, adecuadas para inyección intramuscular, subcutánea o intradérmica, se preparan sustancialmente de la misma manera, excepto que los componentes estériles se suspenden en el vehículo estéril, en lugar de disolverse y la esterilización no puede conseguirse por filtración. Los componentes pueden aislarse en un estado estéril o alternativamente pueden esterilizarse después del aislamiento, por ejemplo, por irradiación gamma.
Ventajosamente, se incluye un agente de suspensión, por ejemplo, polivinilpirrolidona en la composición o composiciones para facilitar la distribución uniforme de los componentes.
La administración según la presente invención puede aprovechar una variedad de tecnologías de administración incluyendo encapsulación en micropartículas, sistemas de administración virales o impacto de aerosol de alta presión.
Sección de definiciones
Resto de Direccionamiento (TM) significa cualquier estructura química que interacciona funcionalmente con un Sitio de Unión para causar una asociación física entre el polipéptido de la invención y la superficie de una célula diana. En el contexto de la presente invención, la célula diana es una célula cancerosa, por ejemplo, una en la que la estimulación autocrina está dirigiendo la proliferación, supervivencia, potencial metastásico o angiogénesis. El
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término TM engloba cualquier molécula (es decir, una molécula natural, o una variante de ésta químicamente/físicamente modificada) que es capaz de unirse a un Sitio de Unión en la célula diana, Sitio de Unión que es capaz de internalización (por ejemplo, formación de endosomas)—también referido como endocitosis mediada por receptor. El TM puede poseer una función de translocación de membrana endosomal, en cuyo caso los componentes TM y Dominio de Translocación separados no necesitan estar presentes en un agente de la presente invención. A lo largo de la descripción precedente, se han descrito TM específicos. La referencia a dichos TM es meramente ejemplar, y la presente invención engloba todas las variantes y derivados de éstos, que retienen la capacidad de unión básica (es decir, direccionamiento) de los TM ejemplificados.
En una realización, la célula cancerosa diana de la presente invención puede ser una célula cancerosa que no secreta hormona del crecimiento (es decir, no secreta hormona del crecimiento significativa o detectable).
Como se ha mencionado anteriormente, los TM preferidos incluyen anticuerpos (por ejemplo, fragmentos de anticuerpo) y soportes de unión; especialmente anticuerpos/fragmentos y soportes disponibles comercialmente diseñados para el propósito de unión (por ejemplo, específicamente) a células cancerosas.
Los soportes proteicos representan una nueva generación de marcos de unión universales para complementar el repertorio en expansión de anticuerpos monoclonales terapéuticos y derivados tales como scFv, moléculas Fab, dAb (anticuerpos de dominio único), fragmentos divalentes y minicuerpos, cada uno de los cuales puede emplearse como un TM de la presente invención. Los sistemas de soporte crean o modifican dominios de reconocimiento de proteína conocidos bien a través de la creación de nuevos soportes o modificación de dominios de unión de proteína conocidos. Dichos soportes incluyen, pero no están limitados a:
(i)
soportes basados en proteína A—affibodies (Nord, K. et al 1997 “Binding proteins selected from combinatorial libraries of an alpha-helical bacterial receptor domain”. Nat Biotechnol 15, 772-777);
(ii)
soportes basados en lipocalina—anticalinas (Skerra 2008 “Alternative binding proteins: anticalins—harnessing the structural plasticity of the lipocalin ligand pocket to engineer novel binding activities”. FEBS J. 275:2677-83);
(iii) soportes basados en fibronectina—adnectina (Dineen et al 2008 “The Adnectin CT-322 is a novel VEGF receptor 2 inhibitor that decreases tumor burden in an orthotopic mouse model of pancreatic cancer”. BMC Cancer 8:352);
(iv)
avímeros (Silverman et al 2005 “Multivalent avimer proteins evolved by exon shuffling of a family of human receptor domains”. Nat Biotechnol 23:1556-61);
(v)
soportes basados en anquirina—darpinas (Zahnd et al 2006 “Selection and characterization of Her2 bindingdesigned ankyrin repeat proteins”. J Biol Chem. 281:35167-75); y
(vi)
soportes de centirina—basados en un plegamiento de proteína que tiene una homología estructural significativa con dominios Ig con bucles que son análogos a CDR. Los dominios Ig son un módulo común en las proteínas humanas y se han aplicado ampliamente como proteínas de soporte alternativas.
Los soportes de unión pueden usarse para tomar como diana tipos celulares particulares a través de la interacción con proteínas de la superficie celular específicas, receptores u otros epítopos de la superficie celular tales como grupos azúcar. Dichos soportes modificados pueden prepararse por ingeniería en polipéptidos basados en proteasa no citotóxica recombinantes de la presente invención para tomar como diana tipos de células cancerosas de interés.
El TM de la presente invención se une (preferiblemente se une específicamente) a la célula diana en cuestión. El término “se une específicamente” preferiblemente significa que un TM dado se une a la célula diana con una afinidad de unión (Ka) de 106 M−1 o mayor, preferiblemente 107 M−1 o mayor, más preferiblemente 108 M−1 o mayor, y lo más preferiblemente, 109 M−1 o mayor.
La referencia a TM en la presente especificación engloba fragmentos y variantes de éste, que retienen la capacidad de unirse a la célula diana en cuestión. Como ejemplo, una variante puede tener al menos 80%, preferiblemente al menos 90%, más preferiblemente al menos 95%, y lo más preferiblemente al menos 97 o al menos 99% de homología en la secuencia de aminoácidos con el TM de referencia. Así, una variante puede incluir uno o más análogos de un aminoácido (por ejemplo, un aminoácido no natural), o una unión sustituida. También, como ejemplo, el término fragmento, cuando se usa en relación con un TM, significa un péptido que tiene al menos diez, preferiblemente al menos veinte, más preferiblemente al menos treinta, y lo más preferiblemente al menos cuarenta residuos de aminoácidos del TM de referencia. El término fragmento también se refiere a las variantes mencionadas anteriormente. Así, como ejemplo, un fragmento de la presente invención puede comprender una secuencia peptídica que tiene al menos 10, 20, 30 ó 40 aminoácidos, en el que la secuencia peptídica tiene al menos 80% de homología de secuencia sobre una secuencia peptídica correspondiente (de contiguos) aminoácidos del péptido de referencia.
Como ejemplo, los TM de péptido ErbB pueden modificarse para generar ligandos muteína de ErbB con propiedades mejoradas tales como estabilidad incrementada. Como ejemplo, las muteínas de TM ErbB incluyen péptidos de ErbB que tienen modificaciones de aminoácidos tales como un residuo de valina en la posición 46 ó 47 (EGFVal46 ó 47),
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en una proteína natural, o puede incluir variaciones de aminoácidos siempre que las variaciones no destruyan la capacidad de translocación del Dominio de Translocación.
Los ejemplos particulares de Dominios de Translocación virales (referencia) adecuados para uso en la presente invención incluyen determinados dominios de translocación de proteínas de fusión de membrana expresadas 5 viralmente. Por ejemplo, Wagner et al. (1992) y Murata et al. (1992) describen la función de translocación (es decir, función de membrana y vesiculación) de un número de péptidos fusogénicos y anfílicos derivados de la región Nterminal de hemaglutinina del virus influenza. Otras proteínas de fusión de membrana expresadas viralmente que se sabe que tienen la actividad de translocación deseada son un dominio de translocación de un péptido fusogénico del Virus del Bosque de Semliki (SFV), un dominio de translocación de la glicoproteína G del virus de la estomatitis
10 vesicular (VSV), un dominio de translocación de la proteína F del virus SER y un dominio de translocación de la glicoproteína de la cubierta de Espumavirus. Las proteínas Aspike codificadas viralmente tienen una aplicación particular en el contexto de la presente invención, por ejemplo, la proteína El de SFV y la proteína G de VSV.
El uso de los Dominios de Translocación (referencia) listados en la Tabla (a continuación) incluye el uso de variantes de secuencia de éstos. Una variante puede comprender una o más sustituciones conservativas de ácido nucleico y/o
15 deleciones o inserciones de ácido nucleico, con la condición de que la variante posea la función de translocación requerida. Una variante también puede comprender una o más sustituciones de aminoácidos y/o deleciones o inserciones de aminoácidos, siempre que la variante posea la función de translocación requerida.
Fuente del Dominio de Translocación
Residuos de aminoácido Referencias
Toxina de la difteria
194-380 Silverman et al., 1994, J. Biol. Chem. 269, 22524-22532 London E., 1992, Biochem. Biophys. Acta., 1113, 25-51
Dominio II de exotoxina de pseudomonas
405-613 Prior et al., 1992, Biochemistry 31, 3555-3559 Kihara y Pastan, 1994, Bioconj Chem. 5, 532-538
Hemaglutinina del virus influenza
GLFGAIAGFIENGWE GMIDGWYG (SEQ ID NO: 109), y Variantes de ésta Plank et al., 1994, J. Biol. Chem. 269, 12918-12924 Wagner et al., 1992, PNAS, 89, 7934-7938 Murata et al., 1992, Biochemistry 31, 1986-1992
Proteína fusogénica del virus del Bosque de Semliki
Dominio de translocación Kielian et al., 1996, J Cell Biol. 134(4), 863-872
Glicoproteína G del virus de la Estomatitis Vesicular
118-139 Yao et al., 2003, Virology 310(2), 319-332
Proteína F del virus SER
Dominio de translocación Seth et al., 2003, J Virol 77(11) 6520-6527
Glicoproteína de la cubierta de Espumavirus
Dominio de translocación Picard-Maureau et al., 2003, J Virol. 77(8), 4722-4730
Los polipéptidos de la presente invención pueden comprender además un dominio facilitador de la translocación. 20 Dicho dominio facilita la administración de la proteasa no citotóxica en el citosol de la célula diana y se describen, por ejemplo, en WO 08/008803 y WO 08/008805.
Como ejemplo, los dominios facilitadores de la translocación adecuados incluyen un dominio de péptido fusogénico de virus con cubierta, por ejemplo, los dominios de péptido fusogénico adecuados incluyen dominio de péptido fusogénico del virus influenza (por ejemplo, dominio de péptido fusogénico del virus influenza A de 23 aminoácidos), 25 dominio de péptido fusogénico de alfavirus (por ejemplo, dominio de péptido fusogénico del virus del Bosque de Semliki de 26 aminoácidos), dominio de péptido fusogénico de vesiculovirus (por ejemplo, dominio de péptido fusogénico del virus de la estomatitis vesicular de 21 aminoácidos), dominio de péptido fusogénico de respirovirus (por ejemplo, dominio de péptido fusogénico del virus Sendai de 25 aminoácidos), dominio de péptido fusogénico de
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entonces comercialmente (por ejemplo, por Entelechon, GeneArt o Sigma-Genosys) y se proporciona en el vector pCR 4.
Ensamblaje y confirmación del clon de la parte central
Debido al pequeño tamaño, el conector de activación debe transferirse usando un proceso de dos etapas. El vector conector pCR-4 se escinde con una combinación de enzimas de restricción BamHI+SaII y el vector conector escindido sirve entonces como el receptor para el ADN de LC escindido con las enzimas de restricción BamHI+SaIII. Una vez el ADN que codifica LC se inserta en 5' respecto al ADN del conector, el fragmento completo de ADN de conector LC puede aislarse y transferirse al vector de expresión pET MCS. El conector LC se corta del vector de clonación pCR 4 usando digestiones con las enzimas de restricción BamHI/PstI. El vector de expresión pET se digiere con las mismas enzimas, pero también se trata con fosfatasa antártica como una precaución extra para evitar la re-circularización. El conector LC y la parte central del vector pET se purifican en gel y el inserto y parte central del vector purificados se ligan entre sí usando ADN ligasa T4. El producto se transforma con células TOP10 que se criban para el conector LC usando digestión de restricción con BamHI/PstI. El proceso se repite entonces para la inserción de HN en los sitios de restricción de PstI/HindIII de la construcción pET-conector LC.
El cribado con enzimas de restricción es suficiente para asegurar que la parte central final es correcta ya que todos los componentes ya se han confirmado en secuenciación durante la síntesis. Sin embargo, durante la sub-clonación de algunos componentes en la parte central, en la que los fragmentos de tamaño similar se eliminan e insertan, se requiere la secuenciación de una pequeña región para confirmar la inserción correcta.
Ejemplo 2 Construcción de LHN/D-CT-CST28
El procedimiento siguiente crea un clon para uso como una construcción de expresión para la expresión de fusión multidominio en la que el resto de direccionamiento (TM) se presenta en C-terminal respecto al dominio de translocación. Este ejemplo se basa en la preparación de la fusión LHN/D-CT-CST28 (SEQ ID6), aunque los procedimientos y métodos son igualmente aplicables para crear otras fusiones de proteasa, translocación y TM, en las que el TM es C-terminal respecto al dominio de translocación. En este ejemplo, se prepara por ingeniería un espaciador flanqueante glicina-serina de 15 aminoácidos en la secuencia interdominio para asegurar a accesibilidad del ligando a su receptor, pero son aplicables otros espaciadores.
Preparación de espaciador-inserto CST28
Para la presentación de una secuencia CST28 en el extremo C del dominio HN, se diseña una secuencia de ADN para flanquear las regiones de espaciador y resto de direccionamiento (TM) permitiendo la incorporación en el clon de la parte central (SEQ ID4). La secuencia de ADN puede disponerse como BamHI-SaII-PstI-XbaI-espaciadorCST28-codón de parada-HindIII (SEQ ID5). La secuencia de ADN puede diseñarse usando una de una variedad de herramientas de software de traducción inversa (por ejemplo, EditSeq mejor traducción inversa E. coli (DNASTAR Inc.), o la herramienta Backtranslation v2.0 (Entelechon)). Una vez se ha diseñado el ADN de TM, el ADN adicional requerido para codificar el espaciador preferido se crea in silico. Se prefiere asegurar que el marco de lectura correcto se mantiene para las secuencias del espaciador, TM y restricción y que la secuencia XbaI no está precedida por las TC, lo que resultaría en metilación DAM. La secuencia de ADN se criba para secuencias de restricción incorporadas y cualesquiera secuencias adicionales se eliminan manualmente de la secuencia remanente para asegurar que se mantiene un uso de codones de E. coli común. El uso de codones de E. coli se evalúa por referencia a programas de software tales como Graphical Codon Usage Analyser (GeneArt), y la relación de % de contenido de GC y uso de codones se evalúa por referencia a tablas de uso de codones publicadas (por ejemplo, GenBank Release 143, 13 de septiembre 2004). Esta secuencia de ADN optimizada se sintetiza entonces comercialmente (por ejemplo, por Entelechon, GeneArt o Sigma-Genosys) y se proporciona en el vector pCR 4.
Ensamblaje y confirmación del clon de la parte central
Con el fin de crear una construcción LHN/D-CT-CST28 (SEQ ID6) usando la construcción de la parte central (SEQ ID4) y el vector recién sintetizado pCR 4-espaciador-TM que codifica el TM CST28 (SEQ ID5), puede usarse un método de una o dos etapas; típicamente se usa el método de dos etapas cuando el ADN de TM es menor de 100 pares de bases. Usando el método de una etapa, el TM puede insertarse directamente en la construcción de la parte central cortando el vector pCR 4-espaciador-TM con las enzimas de restricción XbaIy HindIII e insertando el fragmento de ADN que codifica el TM en una construcción de parte central pET cortada de forma similar. Usando el método de dos etapas, el dominio LHN se escinde del clon de la parte central usando las enzimas de restricción BamHI y XbaI y ligando en un vector pCR 4-espaciador-TM cortado de forma similar.
Esto crea un ORF LHN-espaciador-TM en pCR 4 que puede escindirse del vector usando las enzimas de restricción BamHI y HindIII para la ligación posterior en la construcción de expresión pET escindida de forma similar. La construcción final contiene el ADN de LC-conector-HN-espaciador-CST28 (SEQ ID6) que resultará en una proteína de fusión que contiene la secuencia ilustrada en SEQ ID7.
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Ejemplo 18 -Método para tratar cáncer óseo metastásico
Un hombre de 71 años de edad está diagnosticado con un cáncer de próstata en estadio IV. Para tratar el crecimiento metastásico en su hueso recibe una inyección intravenosa de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo D, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo D, y un péptido de TGF-beta), opcionalmente en combinación con radiación de haz externa más terapia hormonal. En 4 semanas, se observa un encogimiento significativo del tumor en los sitios metastásicos sin la aparición de metástasis en otro lugar. El tratamiento se repite 2 y 4 meses después. Después de 6 meses, ya no es observable un incremento detectable en la carga tumoral con las herramientas de detección habituales (rayos X, escaneo ProstaScint, MRI, escaneo CT, etc.).
Ejemplo 19 -Método para tratar cáncer de pulmón de células pequeñas metastásico en el cerebro
Un hombre de 65 años de edad diagnosticado con un cáncer de pulmón de células pequeñas en un estadio avanzado también presenta múltiples metástasis en el cerebro. Para tratar, un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo A, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo A, y un péptido de SDF-1) se administra en su cerebro por administración potenciada por convección, opcionalmente en combinación con quimioterapia y radiación de cerebro completo. En 4 semanas, se observa un encogimiento significativo de los sitios tumorales metastásicos sin la aparición de metástasis en otro lugar. El tratamiento se repite a los 2 meses y 8 semanas después ya no es observable tumor metastásico con las herramientas de detección habituales (rayos X, escaneo CT, MRI, escaneo PET, formación de imágenes con radionúclidos, etc.) o usando los ensayos de sangre habituales recomendados para este cáncer.
Ejemplo 20 -Método para tratar cáncer de intestino
Un hombre de 76 años de edad está diagnosticado con un cáncer de intestino delgado en estadio II. Para tratar y/o para prevenir metástasis recibe una inyección directa de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa y dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo A y un péptido EGF), opcionalmente en combinación con quimioterapia. En 4 semanas, se observa un encogimiento significativo del tumor sin la aparición de metástasis en otro lugar y se lleva a cabo entonces cirugía para eliminar el tumor.
Ejemplo 21 -Método para tratar leucemia linfocítica crónica
Un hombre de 54 años de edad está diagnosticado con leucemia linfocítica crónica con recidiva. Para tratar, recibe una inyección intravenosa de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo B, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo B, y un péptido de LIF-1), opcionalmente en combinación con quimioterapia. En 2 semanas, se observa una reducción significativa del recuento de células tumorales en la sangre del paciente que permanece estable durante un periodo de tiempo prolongado como se determina por examen microscópico y análisis de citometría de flujo de la sangre del paciente.
Ejemplo 22 -Método para tratar cáncer de hígado
Una mujer de 55 años de edad está diagnosticada con un cáncer hepático en estadio IV. Para tratar, recibe una inyección intravenosa de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo D, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo D, y un péptido de TGF-alfa), opcionalmente en combinación con quimioterapia. En 2 semanas, se observa un encogimiento significativo del tumor en estadios de formación de imágenes PET-CT junto con una reducción alfa-fetoproteína en la sangre, que estaba elevado antes del tratamiento.
Ejemplo 23 -Método para tratar linfoma de Hodgkin
Un hombre de 24 años de edad está diagnosticado con linfoma de Hodgkin en estadio IVA. Para tratar, recibe inyecciones intravenosas repetidas de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo B, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo B, y un péptido de VEGF), opcionalmente en combinación con quimioterapia. En 2 semanas, se observa una reducción significativa del volumen tumoral y flujo de sangre en el tumor usando las herramientas de detección habituales (MRI, escaneos CT) y da lugar a remisión completa en 2 meses.
Ejemplo 24 -Método para tratar cáncer renal
Un hombre de 54 años de edad está diagnosticado con carcinoma de células renales avanzado. Para tratar, recibe una administración intravenosa de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo A, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo C, y un péptido de VEGF), opcionalmente en combinación con el terapéutico anti-angiogénico, Sunitinib, un inhibidor de tirosina quinasa (TKI) que es una molécula pequeña. En 14 días, se observa un encogimiento significativo del tumor sobre y por encima de lo esperado con TKI solo usando las herramientas de detección habituales (CT, escaneos MRI, ensayos de sangre).
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translocación de neurotoxina botulínica tipo A, y un péptido de IL-6), opcionalmente en combinación con interferón alfa. En 3 semanas, se observa una reducción significativa del tamaño de la lesión sin la aparición de lesiones nuevas en otro lugar. El tratamiento se repite dos veces después de 1 mes y 3 meses lo que detiene efectivamente la progresión del sarcoma de Kaposi.
Ejemplo 33 -Método para tratar cáncer de cerebro primario
Una mujer de 45 años de edad está diagnosticada con glioblastoma. Para tratar y/o para prevenir metástasis adicionales recibe una aplicación intracraneal de un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo C, un dominio de translocación de neurotoxina botulínica tipo C, y un péptido de VEGF), opcionalmente en combinación con quimioterapia. En 4 semanas, se observa una disminución significativa del tamaño del tumor sin la aparición de metástasis en otro lugar. El tratamiento se repite 1 mes después y 4 semanas después ya no es observable el tumor con las herramientas de detección habituales (rayos X, escaneo CT, etc.).
Ejemplo 34 -Método para tratar cáncer rectal
Un hombre de 77 años de edad diagnosticado con un cáncer rectal en estadio II se trata con un polipéptido de la presente invención (por ejemplo, una proteasa de neurotoxina botulínica tipo A y un fragmento F(ab)'2 de anticuerpo anti-EGFR), opcionalmente en combinación con radioterapia y cirugía. Recibe inyecciones localizadas de polipéptido (por ejemplo, 3 días antes de un régimen estándar de radiación fraccionada) y en 2 semanas, se observa un encogimiento significativo del tumor lo que permite la resección quirúrgica completa. 12 meses después no es observable recurrencia del tumor con las herramientas de detección habituales (colonoscopia, escaneo CT, escaneo PET, etc.) y el nivel de antígeno carcinoembrionario (CEA) volvió al nivel normal.
Ejemplo 35 -Evaluación de cambios en la proliferación, inhibición de secreción celular y escisión concomitante de SNARE después de tratamiento de líneas celulares de cáncer renal cultivadas in vitro con un polipéptido de la presente invención.
Métodos:
Análisis de proliferación:
Un volumen apropiado que contiene 1.000 células de una línea celular de cáncer renal adecuada, por ejemplo, A498, ACHN ó 786-0, se siembra en los pocillos de una placa de cultivo celular de 96 pocillos en un medio de crecimiento adecuado suplementado con 10% Suero Fetal Bovino y se incuba a 37°C en una atmósfera humidificada con 5% CO2. Se deja que las células se adhieran toda la noche después de lo cual se inicia el tratamiento con una molécula LHA con ligando EGF, tal como una molécula LHA con un ligando EGF presentado en C-terminal. Después de 24 horas, el medio de tratamiento se retira, las monocapas de células se lavan para eliminar trazas de LHA-EGF y se aplica medio fresco a las células. Después de 24 horas más, se realiza un ensayo colorimétrico convencional (basado en la determinación de la escisión de la sal de tetrazolio WST-1 a formazán por enzimas celulares). Específicamente, se añade WST-1 al medio de cultivo durante 4 horas después de lo cual se determina la densidad óptica a 440 nm para cada tratamiento. Las Figuras 50-52 demuestran la inhibición de la proliferación in vitro de una línea de carcinoma de células renales por una fusión EGF-LHA.
Análisis de secreción celular:
Se siembran 10.000 células de una línea celular de cáncer renal adecuada (por ejemplo 786-0, A498 o ACHN) en los pocillos de una placa de 24 pocillos en un medio de cultivo apropiado que contiene 10% suero fetal bovino. Las placas se incuban toda la noche en un incubador a 37°C en una atmósfera humidificada con 5% CO2 para permitir que las células se adhieran. Los cultivos celulares se tratan entonces con un polipéptido apropiado de la presente invención que está dirigido a un receptor específico en las células de interés (para las líneas celulares detalladas anteriormente una molécula apropiada sería un LHA con ligando EGF ya que estas 3 líneas celulares expresan todas receptores de EGF, Figura 48). Después de 24 horas, el medio de tratamiento se retira, las monocapas de células se vuelven a alimentar con medio de cultivo fresco y 24-48 horas después se retiran muestras del medio de cultivo a tubos de microfuga frescos que se centrifugan posteriormente a 1.500 rpm durante 5 minutos para retirar las células que flotan. Los sobrenadantes resultantes se retiran a tubos frescos y se usan entonces alicuotas para la cuantificación de analitos específicos (por ejemplo, VEGF, TNF-alfa) por ensayo inmunoabsorbente ligado a enzima
o ELISA (Figura 53). Un ejemplo de análisis de inhibición de una secreción (GRP) de una línea celular de carcinoma de pulmón de células pequeñas se proporciona en la Figura 54.
Análisis de transferencia Western para detectar escisión de SNARE debida a la captación celular de polipéptidos de la presente invención:
Los cultivos celulares se tratan con polipéptidos como se ha detallado anteriormente para el análisis de secreciones celulares. Después de la retirada de medio de cultivo para análisis por ELISA posterior, las monocapas de células en cada pocillo se lavan tres veces con disolución salina tamponada con fosfato y se preparan extractos de proteínas por lisis celular en tampón de muestra Laemmli estándar. Las proteínas celulares se separan en geles de SDS
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