ES2794149A1 - PCSK9 INHIBITORS FOR THE PREVENTION AND/OR TREATMENT OF CANCER (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
INHIBIDORES DE PCSK9 PARA LA PREVENCIÓN Y/O TRATAMIENTO DE PCSK9 INHIBITORS FOR THE PREVENTION AND / OR TREATMENT OF
CÁNCERCANCER
La presente invención se engloba dentro del campo de la biología molecular aplicada a la medicina, la farmacología y la oncología. Específicamente, la invención se refiere al uso de un agente inhibidor de la proproteína convertasa subtilisina/kexina tipo 9 o PCSK9 para la prevención y/o el tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, ovaa ser sometido, a ventilación mecánica.The present invention falls within the field of molecular biology applied to medicine, pharmacology and oncology. Specifically, the invention relates to the use of a proprotein convertase subtilisin / kexin type 9 or PCSK9 inhibitor agent for the prevention and / or treatment of metastases in a subject suffering from cancer and is subjected, or will be subjected, to mechanical ventilation. .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
La supervivencia a los tumores, más concretamente a los tumores pulmonares está determinada por diferentes factores, que incluyen tanto las características del tumor como del paciente. Uno de los eventos clave en la progresión tumoral que tiene más impacto en el pronóstico de los pacientes es la aparición de metástasis en órganos diferentes al pulmón. A pesar de que se han caracterizado con detalle diferentes mecanismos moleculares responsables de este proceso de metástasis, no hay aprobado, en el momento actual, ningún fármaco que actúe de forma específica en la inhibición de dicho proceso metastásico.Survival to tumors, more specifically lung tumors, is determined by different factors, including both the characteristics of the tumor and the patient. One of the key events in tumor progression that has the greatest impact on the prognosis of patients is the appearance of metastases in organs other than the lung. Although different molecular mechanisms responsible for this metastasis process have been characterized in detail, there is currently no approved drug that acts specifically to inhibit said metastatic process.
El tejido pulmonar está sometido constantemente a un estrés mecánico causado por los cambios en la presión intratorácica durante el ciclo respiratorio. En condiciones normales, durante la ventilación espontánea, estas presiones son bajas y se distribuyen de forma uniforme por el parénquima pulmonar, causando una deformación isotrópica del parénquima. Cuando un paciente requiere ventilación mecánica, ya sea por fallo respiratorio o por la necesidad de soporte ventilatorio durante un procedimiento (como la anestesia general con parálisis muscular), las presiones de ventilación empleadas son positivas, de mayor magnitud, y con una distribución heterogénea a lo largo del parénquima. Esta condición puede causar un aumento de la carga mecánica en diferentes zonas del pulmón, especialmente en las interfaces entre tejido aireado y no aireado.Lung tissue is constantly subjected to mechanical stress caused by changes in intrathoracic pressure during the respiratory cycle. Under normal conditions, during spontaneous ventilation, these pressures are low and are evenly distributed throughout the lung parenchyma, causing an isotropic deformation of the parenchyma. When a patient requires mechanical ventilation, either due to respiratory failure or the need for ventilatory support during a procedure (such as general anesthesia with muscle paralysis), the ventilation pressures used are positive, of greater magnitude, and with a heterogeneous distribution to along the parenchyma. This condition can cause an increase in mechanical load in different areas of the lung, especially at the interfaces between aerated and non-aerated tissue.
Así, el estrés mecánico al que se ven sometidas las células es uno de los principales determinantes de su comportamiento. Las células asentadas sobre una matriz extracelular rígida exhiben un comportamiento diferente de las asentadas sobre una matriz blanda. La carga mecánica se transmite al interior celular mediante un proceso de mecanotransducción, que culmina con un cambio en la expresión génica y, por tanto, en el comportamiento celular. Así, el estrés mecánico puede inducir cambios en la proliferación, migración o diferenciación celular.Thus, the mechanical stress to which cells are subjected is one of the main determinants of their behavior. Cells settled on a rigid extracellular matrix exhibit a different behavior from those settled on a soft matrix. The mechanical load is transmitted to the cell interior through a mechanotransduction process, which culminates in a change in gene expression and, therefore, in cell behavior. Thus, mechanical stress can induce changes in cell proliferation, migration or differentiation.
Los pacientes con cáncer de pulmón se ven sometidos a ventilación mecánica durante la anestesia general requerida para la cirugía de su tumor. Las comorbilidades (i.e. la existencia de dos o más enfermedades en un mismo individuo, generalmente relacionadas) que presentan estos pacientes hacen que también pueden precisar ventilación mecánica al ser intervenidos por cualquier otra patología, o en casos de insuficiencia respiratoria. No se conoce cuál es el impacto del estrés mecánico provocado por dicha ventilación mecánica en la evolución de los tumores, en particular, en la evolución de los tumores pulmonares.Lung cancer patients are subjected to mechanical ventilation during the general anesthesia required for surgery on their tumor. The comorbidities (i.e. the existence of two or more diseases in the same individual, generally related) that these patients present mean that they may also require mechanical ventilation when being operated on for any other pathology, or in cases of respiratory failure. The impact of the mechanical stress caused by said mechanical ventilation on the evolution of tumors, in particular, on the evolution of lung tumors is not known.
Por lo tanto, existe en el estado de la técnica la necesidad de conocer los efectos del estrés mecánico, preferiblemente como consecuencia de la ventilación mecánica, en la evolución del tumor y su metastización, y proporcionar las terapias adecuadas para el tratamiento de dichos tumores de la manera más eficaz posible.Therefore, in the state of the art there is a need to know the effects of mechanical stress, preferably as a consequence of mechanical ventilation, on the evolution of the tumor and its metastasis, and to provide the appropriate therapies for the treatment of said tumors of the most efficient way possible.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
Los autores de la presente invención han estudiado los efectos del estrés mecánico en el desarrollo y la evolución de los tumores, preferiblemente tumores pulmonares, encontrando que aquellos tumores que son sometidos a estrés mecánico muestran una mayor invasividad, favoreciendo así la metástasis del tumor.The authors of the present invention have studied the effects of mechanical stress on the development and evolution of tumors, preferably lung tumors, finding that those tumors that are subjected to mechanical stress show greater invasiveness, thus favoring tumor metastasis.
Para llegar a esta conclusión, los inventores sometieron células tumorales a estrés mecánico mediante estiramientos equibiaxiales utilizando un equipo de deformación celular, y estudiaron su migración celular mediante un ensayo en matrigel. El resultado evidenció que el área del pocilio cubierto por células migrantes era mayor en el grupo de células que habían sufrido estrés mecánico (ver Figuras 1A y 1B) que en el grupo de células que no habían sufrido estrés mecánico. A continuación, los inventores procedieron a hacer ensayos in vivo en ratones a los que provocaron tumores pulmonares, y observaron que los animales sometidos a ventilación mecánica mostraban una mayor proporción de metástasis cerebrales, renales y hepáticas que aquellos que se mantuvieron con respiración espontánea (Figura 2).To reach this conclusion, the inventors subjected tumor cells to mechanical stress by means of equibiaxial stretching using a cell deformation equipment, and studied their cell migration by means of a matrigel assay. The result showed that the area of the well covered by migrating cells was greater in the group of cells that had undergone mechanical stress (see Figures 1A and 1B) than in the group of cells that had not undergone mechanical stress. Then the inventors proceeded to perform in vivo tests in mice that caused lung tumors, and observed that the animals subjected to mechanical ventilation showed a higher proportion of brain, kidney and liver metastases than those that were maintained with spontaneous respiration (Figure 2).
Asimismo, los inventores también han observado que las células tumorales que sufren estrés mecánico y que, por tanto, son más propensas a evolucionar a metástasis, presentan una alta expresión de genes relacionados con el procesamiento celular del colesterol (Figura 3A), especialmente de PCSK9 (siglas derivadas de su nombre en inglés proprotein convertase subtilisin/Kexin 9), en comparación con aquellos tumores que no son sometidos a estrés mecánico (ver Figura 3B), y que la inhibición de la función de dicho enzima evita el aumento de dicha invasividad/agresividad (ver Figura 4).Likewise, the inventors have also observed that tumor cells that suffer mechanical stress and, therefore, are more prone to evolve metastasis, have a high expression of genes related to the cellular processing of cholesterol (Figure 3A), especially PCSK9 (acronym derived from its English name proprotein convertase subtilisin / Kexin 9), compared to those tumors that are not subjected to mechanical stress (see Figure 3B), and that the inhibition of the function of said enzyme prevents the increase of said invasiveness / aggressiveness (see Figure 4).
A efectos de la presente invención se entiende por ventilación mecánica el empleo de un dispositivo para generar presiones positivas cíclicas en la vía aérea o presiones negativas cíclicas en el espacio pleural con el fin de facilitar la ventilación alveolar en un sujeto, bien porque es incapaz de generar dichas presiones por sí mismo o porque éstas son insuficientes.For the purposes of the present invention, mechanical ventilation is understood as the use of a device to generate cyclical positive pressures in the airway or cyclical negative pressures in the pleural space in order to facilitate alveolar ventilation in a subject, either because it is incapable of generate these pressures by itself or because they are insufficient.
En un primer aspecto, la presente invención se relaciona con un agente inhibidor de PCSK9, de aquí en adelante “inhibidor de la invención”, para usarlo en la prevención y/o el tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, o va a estar sometido, a ventilación mecánica.In a first aspect, the present invention relates to a PCSK9 inhibitor agent, hereinafter "inhibitor of the invention", for use in the prevention and / or treatment of metastasis in a subject suffering from cancer and undergoing, or will be subjected to mechanical ventilation.
Tal como se usa en la presente invención, la expresión “agente inhibidor de PCSK9” se refiere a cualquier molécula capaz de inhibir total o parcialmente tanto la expresión del gen PCSK9 como la actividad de la proteína codificada por dicho gen PCSK9, es decir, la proteína PCSK9. Por tanto, el agente inhibidor induce la supresión o la reducción de la transmisión de señales bioquímicas a través de PCSK9. Como se ha explicado anteriormente, la actividad de la proteína PCSK9 comprende promover la proliferación celular y metástasis. Por lo tanto, un inhibidor de PCSK9 se caracterizará por impedir o disminuir la proliferación celular y metástasis. La actividad y expresión de PCSK9 puede ser sometida a ensayo fácilmente mediante cualquier método conocido en el arte. Esta definición incluye también aquellos compuestos que evitan o disminuyen la transcripción o expresión del gen, la maduración del ARNm, la traducción del ARNm y la modificación post-traduccional de la proteína. En una realización más preferida, el agente inhibidor puede ser un anticuerpo que reconozca la proteína de PCSK9, o un polinucleótido que codifica una secuencia antisentido de nucleótidos específicos frente a la secuencia de PCSK9, por ejemplo, utilizando ARNi, antisentido, ribozima o aptámeros. La actividad inhibidora puede someterse a ensayo mediante la medición del nivel de expresión de PCSK9, al nivel de la proteína o al nivel delARN.As used in the present invention, the term "PCSK9 inhibitor agent" refers to any molecule capable of totally or partially inhibiting both the expression of the PCSK9 gene and the activity of the protein encoded by said PCSK9 gene , that is, the PCSK9 protein. Thus, the inhibitory agent induces the suppression or reduction of the transmission of biochemical signals through PCSK9. As explained above, the activity of the PCSK9 protein comprises promoting cell proliferation and metastasis. Therefore, a PCSK9 inhibitor will be characterized by preventing or decreasing cell proliferation and metastasis. The activity and expression of PCSK9 can be easily assayed by any method known in the art. This definition also includes those compounds that prevent or they decrease gene transcription or expression, mRNA maturation, mRNA translation and post-translational modification of the protein. In a more preferred embodiment, the inhibitory agent can be an antibody that recognizes the PCSK9 protein, or a polynucleotide that encodes an antisense sequence of specific nucleotides against the PCSK9 sequence , for example, using RNAi, antisense, ribozyme or aptamers. Inhibitory activity can be tested by measuring the expression level of PCSK9, at the level of the protein or at the level of RNA.
Los agentes inhibidores de la expresión y/o actividad de PCSK9 pueden identificarse usando procedimientos tales como una reacción en cadena de la polimerasa (PCR), tales como por ejemplo, una PCR a tiempo real, PCR anidada, PCR multiplex, un array de ADN o ARN, una hibridación, ensayos de transferencia de energía de fluorescencia en tiempo (TR-FRET), ensayo de transferencia mediante Western Blot, técnicas inmunohistoquímicas, ELISA, un array de proteínas, inmunoprecipitación o radioinmunoensayo, entre otros. Los protocolos y kits para llevar a cabo dichas técnicas son bien conocidos por los expertos en la materia y están disponibles comercialmente.Inhibitors of the expression and / or activity of PCSK9 can be identified using procedures such as a polymerase chain reaction (PCR), such as for example, a real-time PCR, nested PCR, multiplex PCR, a DNA array or RNA, a hybridization, fluorescence energy transfer in time (TR-FRET) assays, Western Blot blotting assay, immunohistochemical techniques, ELISA, a protein array, immunoprecipitation or radioimmunoassay, among others. The protocols and kits for carrying out such techniques are well known to those of skill in the art and are commercially available.
El gen PCSK9 codifica una proteína enzimática presente en la sangre con actividad endoproteasa. El nombre es un acrónimo de su denominación en inglés Proprotein Convertase Subtilisin Kexin 9, es decir, proproteína convertasa subtilisina/kexina tipo 9, o proteína PCSK9. Otros nombres por los que es conocido este gen son FH3, HCHOLA3, LDLCQ1, NARC-1, NARC1, o PC9. El gen PCSK9 está conservado en un gran número de especies, tales como, el chimpancé, los monos Rhesus, el ratón, la rata, el pollo, el pez cebra, S. cerevisiae, S. pombe y la rana, entre otros. En humanos, el gen PCSK9 comprende una secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 1 (NCBI, número de acceso NG_009061.1) que al transcribirse da lugar a un ARN mensajero que comprende la secuencia SEQ ID NO: 2 (NCBI, número de acceso NM_174936.3).The PCSK9 gene encodes an enzymatic protein present in the blood with endoprotease activity. The name is an acronym for its name in English Proprotein Convertase Subtilisin Kexin 9, that is, proprotein convertase subtilisin / kexin type 9, or PCSK9 protein. Other names by which this gene is known are FH3, HCHOLA3, LDLCQ1, NARC-1, NARC1, or PC9. The PCSK9 gene is conserved in a large number of species, such as the chimpanzee, Rhesus monkeys, the mouse, the rat, the chicken, the zebrafish, S. cerevisiae, S. pombe and the frog, among others. In humans, the PCSK9 gene comprises a nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 (NCBI, accession number NG_009061.1) which, when transcribed, gives rise to a messenger RNA comprising the sequence SEQ ID NO: 2 (NCBI, accession number NM_174936.3).
En una realización particular del inhibidor de la invención, el gen PCSK9 comprende una secuencia de nucleótidos que tiene, al menos, un 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, o 99% de identidad con la secuencia SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2. En otra realización particular, el gen PCSK9 comprende una secuencia de nucleótidos que tiene, un 100% de identidad con la secuencia SEQ ID NO: 1 o SEQ ID NO: 2.In a particular embodiment of the inhibitor of the invention, the PCSK9 gene comprises a nucleotide sequence that has at least 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 , or 99% identity with the sequence SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. In another particular embodiment, the PCSK9 gene comprises a nucleotide sequence that has 100% identity with the sequence SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2.
El término “identidad” “porcentaje de identidad” o “identidad de secuencia” entre dos secuencias (ácidos nucleicos o proteínas), se entiende que designa un porcentaje de nucleótidos o de aminoácidos idénticos entre las dos secuencias que se comparan, obtenido después del mejor alineamiento, siendo dicho porcentaje puramente estadístico y estando repartidas las diferencias entre las dos secuencias al azar y a lo largo de toda su longitud. Por “mejor alineamiento” o “alineamiento óptimo” se entiende que se designa el alineamiento por el cual el porcentaje de identidad determinado como se describe a continuación es el más elevado. Las comparaciones entre dos secuencias de nucleótidos o de aminoácidos tradicionalmente se llevan a cabo: comparando estas secuencias después de haberlas alineado de forma óptima, llevándose a cabo dicha comparación por segmento o por “ventana de comparación” para identificar y comparar las regiones locales de similitud de secuencia. El alineamiento óptimo de estas secuencias para la comparación se puede realizar, en particular con ayuda de uno de los siguientes algoritmos: el algoritmo de homología local de Smith y Waterman (1981), el algoritmo de homología local de Neddleman y Wunsch (1970), el procedimiento de búsqueda de similitud de Pearson y Lipman (1988), los programas informáticos que usan estos algoritmos (GAP, BESTFIT, BLASTP, BLASTN, BLASTX, TBLASTX, FASTA y TFASTA en el paquete de software Wisconsin Genetics, (Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, Wl), o los servidores de internet en particular los del National Center for Biotechnology Information (NCBI) (http ://www.ncbi.nlm.nih.gov), EMBL (http ://www.embl.org) y el proyecto Ensembl (http ://www.ensembl.org)). Con el fin de obtener el alineamiento óptimo, se usa preferiblemente el programa BLAST, con la matriz BLOSUM 62. También se pueden usar las matrices PAM o PAM250, así como una matriz de identidad para las secuencias de nucleótidos.The term "identity", "percentage identity" or "sequence identity" between two sequences (nucleic acids or proteins), is understood to designate a percentage of nucleotides or identical amino acids between the two sequences being compared, obtained after the best alignment, said percentage being purely statistical and the differences between the two sequences being distributed at random and along their entire length. By "best alignment" or "optimal alignment" is meant the alignment by which the percent identity determined as described below is the highest. Comparisons between two nucleotide or amino acid sequences are traditionally carried out: comparing these sequences after they have been optimally aligned, such comparison being carried out by segment or by "comparison window" to identify and compare local regions of similarity sequence. The optimal alignment of these sequences for comparison can be carried out, in particular with the help of one of the following algorithms: the local homology algorithm of Smith and Waterman (1981), the local homology algorithm of Neddleman and Wunsch (1970), the search for similarity procedure of Pearson and Lipman (1988), the computer programs that use these algorithms (GAP, BESTFIT, BLASTP, BLASTN, BLASTX, TBLASTX, FASTA and TFASTA in the software package Wisconsin Genetics, (Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, Wl), or the internet servers in particular those of the National Center for Biotechnology Information (NCBI) (http: //www.ncbi.nlm.nih.gov), EMBL (http: // www .embl.org) and the Ensembl project (http: //www.ensembl.org)). In order to obtain the optimum alignment, the BLAST program is preferably used, with the BLOSUM 62 matrix. The PAM or PAM250 matrices can also be used, as well as an identity matrix for the nucleotide sequences.
Ejemplos de inhibidores de la expresión del gen PCSK9 incluyen, sin limitarse a, un ARN de interferencia (ARNi), un oligonucleótido antisentido, una enzima de ADN, una molécula de ribozoma, un aptámero, y un CRISPR de interferencia (CRISPRi).Examples of inhibitors of PCSK9 gene expression include, but are not limited to, an RNA interference (RNAi), an antisense oligonucleotide, a DNA enzyme, a ribozome molecule, an aptamer, and an interference CRISPR (CRISPRi).
El término “ARNi”, “ARN de interferencia” o siARN, a efectos de la presente invención significa cualquier ARN que es capaz de regular por disminución la expresión de PCSK9. Abarca moléculas de ARN pequeño de interferencia (ARNip), de ARN de doble cadena (ARNbc), de ARN de cadena única (ARNmc), de micro ARN (miARN), y de ARN de horquilla corta (ARNhc). Los ARNip se diseñan habitualmente contra una región 50-100 nucleótidos después del extremo 3’ (downstream) del codón iniciador de la traducción, mientras que la 5'UTR (región no traducida) y la 3'UTR se evitan habitualmente.The term "RNAi", "interference RNA" or siRNA, for the purposes of the present invention means any RNA that is capable of down-regulating the expression of PCSK9. It encompasses small interfering RNA (siRNA), double stranded RNA (dsRNA), single stranded RNA (ssRNA), micro RNA (miRNA), and short hairpin RNA (shRNA) molecules. SiRNAs are usually designed against a region 50-100 nucleotides after the downstream end of the translation initiation codon, while the 5'UTR (untranslated region) and 3'UTR are usually avoided.
Los ARNi son agentes que son capaces de inhibir la expresión de un gen diana mediante interferencia de ARN. Un ARNip se puede sintetizar químicamente, se puede obtener mediante transcripción in vitro o se puede sintetizar in vivo en la célula diana. Típicamente, los ARNip consisten en una cadena doble de ARN de entre 15 y 40 nucleótidos de longitud y que puede contener una región protuberante 3' y/o 5' de 1 a 6 nucleótidos. La longitud de la región protuberante es independiente de la longitud total de la molécula de ARNip. Los ARNip actúan mediante la degradación o el silenciamiento post-transcripcional del mensajero diana.RNAi are agents that are capable of inhibiting the expression of a target gene through RNA interference. An siRNA can be chemically synthesized, it can be obtained by in vitro transcription, or it can be synthesized in vivo in the target cell. Typically siRNAs consist of an RNA double strand between 15 and 40 nucleotides in length and which may contain a 1 to 6 nucleotide 3 'and / or 5' overhang. The length of the overhang is independent of the total length of the siRNA molecule. SiRNAs act by degradation or post-transcriptional silencing of the target messenger.
Los ARNip de la invención son sustancialmente homólogos al ARNm del gen PCSK9 (SEQ ID NO: 1) o a la secuencia de nucleótidos (SEQ ID NO: 2) que codifica la proteína PCSK9 (SEQ ID NO: 3). Por "sustancialmente homólogos" se entiende que tienen una secuencia que es suficientemente complementaria o similar al ARNm diana, de forma que el ARNip sea capaz de provocar la degradación de este por interferencia de ARN. Los ARNip adecuados para provocar dicha interferencia incluyen, sin limitar a, ARNip formados por ARN, así como ARNip que contienen distintas modificaciones químicas entre las que se incluyen, sin limitar a:The siRNAs of the invention are substantially homologous to the mRNA of the PCSK9 gene (SEQ ID NO: 1) or to the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 2) encoding the PCSK9 protein (SEQ ID NO: 3). By "substantially homologous" it is understood that they have a sequence that is sufficiently complementary or similar to the target mRNA, such that the siRNA is capable of causing its degradation by RNA interference. SiRNAs suitable for causing such interference include, but are not limited to, siRNAs made from RNA, as well as siRNAs containing various chemical modifications, including but not limited to:
- ARNip en los que los enlaces entre los nucleótidos son distintos a los que aparecen en la naturaleza, tales como enlaces fosforotionato.- siRNAs in which the bonds between nucleotides are different from those that appear in nature, such as phosphorothionate bonds.
- Conjugados de la cadena de ARN con un reactivo funcional, tal como un fluoróforo.- Conjugates of the RNA strand with a functional reagent, such as a fluorophore.
- Modificaciones de los extremos de las cadenas de ARN, en particular el extremo 3' mediante la modificación con distintos grupos funcionales hidroxilo en posición 2'.- Modifications of the ends of RNA chains, in particular the 3 'end by modification with different hydroxyl functional groups in position 2'.
- Nucleótidos con azúcares modificados tales como restos O-alquilados en posición 2' tales como 2'-0-metilribosa o 2'-0-fluorosibosa.- Nucleotides with modified sugars such as 2 'O-alkylated moieties such as 2'-0-methylribose or 2'-0-fluorosibose.
- Nucleótidos con bases modificadas tales como bases halogenadas (por ejemplo 5-bromouracilo y 5-iodouracilo), bases alquiladas (por ejemplo 7-metilguanosina).- Nucleotides with modified bases such as halogenated bases (for example 5-bromouracil and 5-iodouracil), alkylated bases (for example 7-methylguanosine).
Los ARNip pueden ser usados tal cual, es decir, en forma de un ARN bicatenario con las características anteriormente mencionadas. No obstante, también es posible el uso de vectores que contienen las secuencias de las cadenas sentido y antisentido de los ARNip bajo el control de promotores adecuados para su expresión en la célula de interés. Los vectores adecuados para la expresión de ARNip son aquellos en que las dos regiones de ADN que codifican para las dos cadenas del ARNip se encuentran dispuestas en tándem en una misma cadena de ADN separadas por una región separadora que, al transcribirse, forma un bucle y en donde un único promotor dirige la transcripción de la molécula de ADN que da lugar al ARNhc (en short hairpin RNA o shRNA). Los ARNip pueden ser generados intracelularmente a partir de los llamados ARNhc, caracterizados por que las cadenas antiparalelas que forman el ARNip están conectadas por una región bucle u horquilla. Los ARNhc pueden estar codificados por plásmidos o virus, particularmente retrovirus y estar bajo el control de un promotor. Promotores adecuados para la expresión de ARNhc son los promotores adecuados para su expresión en la célula de interés, tal y como se ha indicado anteriormente.SiRNAs can be used as is, that is, in the form of a double-stranded RNA with the aforementioned characteristics. However, the use of vectors containing the sequences of the sense and antisense strands of siRNAs under the control of suitable promoters for their expression in the cell of interest is also possible. Suitable vectors for siRNA expression are those in which the two DNA regions that code for the two siRNA strands are arranged in tandem on the same DNA strand separated by a spacer region that, when transcribed, forms a loop and where a single promoter directs the transcription of the DNA molecule that gives rise to hcRNA (in short hairpin RNA or shRNA). SiRNAs can be generated intracellularly from so-called shRNAs, characterized in that the antiparallel chains that make up siRNA are connected by a loop or hairpin region. ShRNAs can be encoded by plasmids or viruses, particularly retroviruses, and be under the control of a promoter. Suitable promoters for the expression of shRNA are the promoters suitable for its expression in the cell of interest, as indicated above.
Los ARNip y ARNhc de la invención se pueden obtener usando una serie de técnicas conocidas para el experto en la técnica. La región de la secuencia de nucleótidos que se toma como base para diseñar los ARNip no es limitante y puede contener una región de la secuencia codificante (entre el codón de iniciación y el codón de terminación) o, alternativamente, puede contener secuencias de la región no traducida 5' o 3', preferentemente de entre 25 y 50 nucleótidos de longitud y en cualquier posición en sentido 3' con respecto al codón de iniciación.The siRNAs and shRNAs of the invention can be obtained using a number of techniques known to those skilled in the art. The region of the nucleotide sequence that is taken as the basis for designing siRNAs is not limiting and may contain a region of the coding sequence (between the start codon and the stop codon) or, alternatively, it may contain sequences from the region 5 'or 3' untranslated, preferably between 25 and 50 nucleotides in length and in any position 3 'to the start codon.
En una realización preferida de la invención, ARNi capaces de inhibir el gen PCSK9 se seleccionan de la lista que consiste en: Inclisiran, M-005989-01 (Dharmacon), L-005989-00 (Dharmacon) y E-005989-00 (Dharmacon).In a preferred embodiment of the invention, RNAi capable of inhibiting the PCSK9 gene are selected from the list consisting of: Inclisiran, M-005989-01 (Dharmacon), L-005989-00 (Dharmacon) and E-005989-00 ( Dharmacon).
En la presente invención se entiende por “oligonucleótido antisentido” o “ARN antisentido” a la molécula de ácido nucleico que inhibe directamente la expresión del gen al unirse a la doble hélice de ADN mediante enlaces tipo Hoogsteen, formando una triple hélice que impide la transcripción mediada por ARN polimerasa II, o al emparejarse con los ARN sentido y forma moléculas bicatenarias que no pueden ser traducidas, por lo que son digeridas por la RNAsa H celular. En general, estos procedimientos se refieren al rango de técnicas generalmente empleadas en la técnica e incluyen cualquier procedimiento que se basa en la unión específica a secuencias de oligonucleótidos.In the present invention, "antisense oligonucleotide" or "antisense RNA" is understood as the nucleic acid molecule that directly inhibits the expression of the gene by joining the DNA double helix through Hoogsteen type bonds , forming a triple helix that prevents transcription mediated by RNA polymerase II, or when pairing with sense RNAs and forms double-stranded molecules that cannot be translated, so they are digested by cellular RNAse H. In general, these procedures refer to the range of techniques generally employed in the art and include any procedure that relies on specific binding to oligonucleotide sequences.
Tales sondas de oligonucleótidos son preferiblemente oligonucleótidos modificados, que son resistentes a las nucleasas endógenas, por ejemplo, exonucleasas y/o endonucleasas, y que son, por lo tanto, estables in vivo. Los ejemplos de moléculas de ácidos nucleicos para uso de las mismas como oligonucleótidos antisentido son análogos de ADN de fosforamidato, fosfotionato y metilfosfonato.Such oligonucleotide probes are preferably modified oligonucleotides, which are resistant to endogenous nucleases, eg, exonucleases and / or endonucleases, and which are therefore stable in vivo. Examples of nucleic acid molecules for use as antisense oligonucleotides are phosphoramidate, phospothothionate, and methylphosphonate DNA analogs.
Respecto a la obtención del oligonucleótido antisentido, son preferidas las regiones de oligodesoxirribonucleótidos derivadas de la localización de partida de la traducción, por ejemplo, entre -10 y 10 del gen diana. Las aproximaciones antisentido implican el diseño de oligonucleótidos (bien ADN bien ARN) que son complementarios al ARNm que codifica la proteína diana (proteína PCSK9). Los oligonucleótidos antisentido se unirán a los transcritos de ARNm y prevendrán la traducción.With regard to obtaining the antisense oligonucleotide, oligodeoxyribonucleotide regions derived from the translation starting location, for example, between -10 and 10 of the target gene are preferred. Antisense approaches involve the design of oligonucleotides (either DNA or RNA) that are complementary to the mRNA encoding the target protein (PCSK9 protein). The antisense oligonucleotides will bind to the mRNA transcripts and prevent translation.
Tanto los oligonucleótidos que son complementarios a las regiones 5’ como 3’ no traducidas del ARNm funcionan de forma eficaz para inhibir la traducción. En el caso de que se diseñen oligonucleótidos complementarios a la región 5' no traducida del ARNm, éstos deberían incluir el complemento del codón de iniciación AUG. Los oligonucleótidos complementarios a las regiones codificantes del ARNm son inhibidores de la traducción menos eficaces, pero también se podrían usar según la invención. Si están diseñados para hibridar con la región 5', 3' o codificante del ARNm, los ácidos nucleicos antisentido deberían tener al menos seis nucleótidos de longitud y tener preferiblemente menos de alrededor de 100 y más preferiblemente menos de alrededor de 50, 25, 17 o 10 nucleótidos de longitud. La capacidad de los oligonucleótidos antisentido de inhibir la expresión génica puede comprobarse mediante estudios in vitro que son práctica de rutina para el experto en la materia. Los resultados obtenidos en dichos estudios se pueden comparar con los obtenidos usando un oligonucleótido control que, preferiblemente, será aproximadamente de la misma longitud que el oligonucleótido a ensayar y que difiera de la secuencia antisentido no más de lo que sea necesario para prevenir la hibridación inespecífica.Both oligonucleotides that are complementary to the 5 'and 3' untranslated regions of the mRNA function effectively to inhibit translation. In the event that oligonucleotides complementary to the 5 'untranslated region of the mRNA are designed, these should include the complement of the AUG initiation codon. Oligonucleotides complementary to the coding regions of mRNA are less effective translation inhibitors, but could also be used according to the invention. If designed to hybridize to the 5 ', 3' or coding region of the mRNA, the antisense nucleic acids should be at least six nucleotides in length and preferably less than about 100 and more preferably less than about 50, 25, 17 or 10 nucleotides in length. The ability of antisense oligonucleotides to inhibit gene expression can be verified by in vitro studies that are routine practice for those skilled in the art. The results obtained in said studies can be compared with those obtained using a control oligonucleotide which, preferably, will be approximately the same length as the oligonucleotide to be tested and differing from the antisense sequence no more than is necessary to prevent nonspecific hybridization.
Los oligonucleótidos antisentido pueden ser un ADN o ARN monocatenario o bicatenario o mezclas quiméricas o derivados o versiones modificadas de los mismos. El oligonucleótido se puede modificar en el grupo de la base, el grupo del azúcar (un grupo azúcar modificado seleccionado del grupo que incluye, pero no está limitado a arabinosa, 2-fluoroarabinosa, xilulosa, y hexosa) o el esqueleto de fosfato [oligómeros ácido nucleico peptídico o ANP (en inglés Peptide Nucleic Acid o PNA)], por ejemplo, para mejorar la estabilidad de la molécula, su capacidad de hibridación etc. El oligonucleótido puede incluir otros grupos unidos, tales como péptidos (por ejemplo, para dirigirlos a receptores de células huésped) o agentes para facilitar el transporte a través de la membrana celular o la barrera hematoencefálica. Para este fin, el oligonucleótido puede estar conjugado a otra molécula, por ejemplo, un péptido, un agente transportador, agente de escisión desencadenada por hibridación, etc. En el contexto de la presente invención, también es posible que el oligonucleótido antisentido sea un oligonucleótido alfa-anomérico. Mientras que se pueden usar oligonucleótidos antisentido complementarios a la región codificante de la secuencia diana de ARNm, también se pueden usar aquellos complementarios a la región transcrita no traducida. En algunos casos, puede ser difícil alcanzar las concentraciones intracelulares del oligonucleótido antisentido suficientes para suprimir la traducción de los ARNm endógenos. Por lo tanto, a la hora de introducir en las células el oligonucleótido antisentido, éste puede ir en una construcción de ADN recombinante en la que el oligonucleótido antisentido se localiza bajo el control de un promotor fuerte. De forma alternativa, se puede reducir la expresión del gen diana dirigiendo secuencias de desoxirribonucleótidos complementarias a la región reguladora del gen (es decir, el promotor y/o potenciadores) para formar estructuras de triple hélice que previenen la transcripción del gen en las células diana en el cuerpo. En ciertas realizaciones, los oligonucleótidos antisentido son morfolinos antisentido.The antisense oligonucleotides can be single or double stranded DNA or RNA or chimeric mixtures or derivatives or modified versions thereof. The oligonucleotide can be modified into the base group, the sugar group (a modified sugar group selected from the group that includes, but is not limited to arabinose, 2-fluoroarabinose, xylulose, and hexose), or the phosphate backbone [oligomers peptide nucleic acid or ANP (in English Peptide Nucleic Acid or PNA)], for example, to improve the stability of the molecule, its capacity of hybridization etc. The oligonucleotide can include other linked groups, such as peptides (eg, to target host cell receptors) or agents to facilitate transport across the cell membrane or blood-brain barrier. For this purpose, the oligonucleotide can be conjugated to another molecule, for example, a peptide, a carrier agent, hybridization-triggered cleavage agent, etc. In the context of the present invention, it is also possible that the antisense oligonucleotide is an alpha-anomeric oligonucleotide. While antisense oligonucleotides complementary to the coding region of the mRNA target sequence can be used, those complementary to the non-translated transcribed region can also be used. In some cases, it can be difficult to achieve intracellular antisense oligonucleotide concentrations sufficient to suppress translation of endogenous mRNAs. Therefore, when introducing the antisense oligonucleotide into cells, it can go in a recombinant DNA construct in which the antisense oligonucleotide is located under the control of a strong promoter. Alternatively, the expression of the target gene can be reduced by directing complementary deoxyribonucleotide sequences to the regulatory region of the gene (i.e., the promoter and / or enhancers) to form triple helix structures that prevent transcription of the gene in the target cells. in the body. In certain embodiments, the antisense oligonucleotides are antisense morpholinos.
Por otro lado, la invención también contempla el uso de enzimas de ADN para inhibir la actividad de la proteína PCSK9. Las enzimas de ADN son capaces de inhibir la expresión del gen que codifica la proteína PCSK9 gracias a la incorporación de la tecnología antisentido como la de las ribozimas. Las enzimas de ADN se diseñan de modo que reconozcan una secuencia diana del ácido nucleico en particular, parecido a un oligonucleótido antisentido, pero que además son capaces de cortar específicamente el ácido nucleico diana, es decir, además tienen capacidad catalítica.On the other hand, the invention also contemplates the use of DNA enzymes to inhibit the activity of the PCSK9 protein. DNA enzymes are capable of inhibiting the expression of the gene encoding the PCSK9 protein thanks to the incorporation of antisense technology such as ribozymes. DNA enzymes are designed in so that they recognize a particular nucleic acid target sequence, similar to an antisense oligonucleotide, but are also capable of specifically cutting the target nucleic acid, that is, they also have catalytic capacity.
Adicionalmente, la presente invención también contempla el uso de ribozimas para inhibir la expresión del gen PCSK9. En la presente invención se entiende por “ ribozimas” a las pequeñas moléculas de ARN con actividad catalítica diseñadas para reconocer un ARNm específico y degradarlo gracias a su actividad endonucleolítica específica. El mecanismo de acción de la ribozima implica hibridación específica de secuencia de la molécula de ribozima a un ARN diana complementario, seguido por un suceso de corte endonucleolítico. La composición de las moléculas de ribozima preferiblemente incluye una o más secuencias complementarias al ARNm diana, y la bien conocida secuencia responsable del corte del ARNm o una secuencia funcionalmente equivalente. Las ribozimas usadas en la presente invención incluyen las ribozimas de cabeza de martillo, las ARN endorribonucleasa (a continuación en el presente documento "ribozimas de tipo Cech"). Las ribozimas pueden estar compuestas de oligonucleótidos modificados (por ejemplo, para mejorar la estabilidad, direccionamiento, etc.) y se deberían distribuir a células que expresan el gen diana in vivo. Un procedimiento preferido de distribución implicar usar una construcción de ADN que "codifica" la ribozima bajo el control de un promotor constitutivo fuerte, de modo que las células transfectadas producirán cantidades suficientes de la ribozima para destruir los mensajeros diana endógenos e inhibir la traducción. Puesto que las ribozimas, contrariamente a otras moléculas antisentido, son catalíticas, se requiere una concentración intracelular menor para su eficacia.Additionally, the present invention also contemplates the use of ribozymes to inhibit the expression of the PCSK9 gene . In the present invention, “ribozymes” are understood to be small RNA molecules with catalytic activity designed to recognize a specific mRNA and degrade it thanks to its specific endonucleolytic activity. The mechanism of action of ribozyme involves sequence-specific hybridization of the ribozyme molecule to a complementary target RNA, followed by an endonucleolytic cleavage event. The composition of the ribozyme molecules preferably includes one or more sequences complementary to the target mRNA, and the well-known sequence responsible for cutting the mRNA or a functionally equivalent sequence. Ribozymes used in the present invention include hammerhead ribozymes, RNA endoribonucleases (hereinafter "Cech-type ribozymes"). Ribozymes can be composed of modified oligonucleotides (eg, to improve stability, targeting, etc.) and should be delivered to cells that express the target gene in vivo. A preferred method of delivery involves using a DNA construct that "encodes" the ribozyme under the control of a strong constitutive promoter, such that the transfected cells will produce sufficient amounts of the ribozyme to destroy endogenous target messengers and inhibit translation. Since ribozymes, unlike other antisense molecules, are catalytic, a lower intracellular concentration is required for their efficacy.
En el contexto de la presente invención se entiende por "aptámeros" moléculas de ácido nucleico que son capaces de unirse a otra molécula de particular interés con gran afinidad y especificad. En el contexto de la presente invención, esta molécula diana de particular interés sería PCSK9. Un aptámero se obtiene típicamente por selección in vitro de la unión a una molécula diana. Sin embargo, la selección in vivo también es posible. Tiene típicamente entre 10 y 300 nucleótidos de longitud. Más comúnmente, un aptámero debe estar entre 30y100 nucleótidos de longitud.In the context of the present invention "aptamers" are understood to be nucleic acid molecules that are capable of binding to another molecule of particular interest with high affinity and specificity. In the context of the present invention, this target molecule of particular interest would be PCSK9. An aptamer is typically made by in vitro selection for binding to a target molecule. However, in vivo selection is also possible. It is typically between 10 and 300 nucleotides in length. Most commonly, an aptamer must be between 30-100 nucleotides in length.
En una realización preferida, también es posible utilizar tecnologías ZFNs, TALENs y CRISPRs como métodos para la edición genómica, preferiblemente para la inhibición del gen PCSK9. De este modo, un agente capaz de alterar de forma inducida la expresión o actividad de PCSK9 puede comprender: una nucleasa capaz de modificar el gen PCSK9 endógeno, tal como para regular por disminución o abolir la expresión de PCSK9, o una proteína represora heteróloga capaz de reprimir la transcripción del gen PCSK9 endógeno, tal como la proteína represora heteróloga. El agente puede comprender más de una nucleasa. En determinadas realizaciones, el agente comprende más de una proteína TALE o dedo de zinc, por lo que una TALE o dedo de zinc establece como diana a PCSK9. En otras realizaciones, el agente comprende más de dos nucleasas, capaces de establecer como diana múltiples genes. En determinadas realizaciones, se utiliza un sistema CRISPR-Cas y se utilizan múltiples ARN guía para dirigir la enzima CRISPR a múltiples dianas génicas.In a preferred embodiment, it is also possible to use ZFNs, TALENs and CRISPRs as methods for genomic editing, preferably for inhibition of the PCSK9 gene . Thus, an agent capable of induced altering PCSK9 expression or activity may comprise: a nuclease capable of modifying the endogenous PCSK9 gene, such as to down-regulate or abolish PCSK9 expression, or a heterologous repressor protein capable to repress the transcription of the endogenous PCSK9 gene, such as the heterologous repressor protein. The agent can comprise more than one nuclease. In certain embodiments, the agent comprises more than one TALE or zinc finger protein, whereby a TALE or zinc finger targets PCSK9. In other embodiments, the agent comprises more than two nucleases, capable of targeting multiple genes. In certain embodiments, a CRISPR-Cas system is used and multiple guide RNAs are used to direct the CRISPR enzyme to multiple gene targets.
A efectos de la presente invención, los "CRISPRi", análogos a los ARNi, tienen la capacidad de suprimir la transcripción génica, en un modo reversible al ser específicos, pero sin hacer cortes.For the purposes of the present invention, "CRISPRi", analogous to RNAi, have the ability to suppress gene transcription, in a reversible way as they are specific, but without making cuts.
Así, en una realización particular, el agente inhibidor de la expresión del gen PCSK9 es un ARNi seleccionado de la lista que consiste en: moléculas de ARNip, ARNbc, ARNmc, miARN, ARNhc, o cualquier combinación de las mismas, un oligonucleótido antisentido, una enzima de ADN, una ribozima, un aptámero o un CRISPRi. En una realización más preferida, ARNi capaces de inhibir el gen PCSK9 se seleccionan de la lista que consiste en: Inclisiran, M-005989-01 (Dharmacon), L-005989-00 (Dharmacon) y E-005989-00 (Dharmacon).Thus, in a particular embodiment, the inhibitor agent for the expression of the PCSK9 gene is an RNAi selected from the list consisting of: siRNA, dsRNA, ssRNA, miRNA, shRNA molecules, or any combination thereof, an antisense oligonucleotide, a DNA enzyme, a ribozyme, an aptamer or a CRISPRi. In a more preferred embodiment, RNAi capable of inhibiting the PCSK9 gene are selected from the list consisting of: Inclisiran, M-005989-01 (Dharmacon), L-005989-00 (Dharmacon) and E-005989-00 (Dharmacon) .
Adicionalmente, la inhibición total o parcial de la actividad de la proteína codificada por dicho gen PCSK9, es decir, la proteína PCSK9, puede llevarse a cabo mediante el empleo de agentes que se unen de forma específica a, y bloquean, la proteína PCSK9. En humanos, la proteína PCSK9 comprende la secuencia SEQ ID NO: 3 (NCBI, número de acceso NP_777596.2). La proteína PCSK9 tiene un papel muy importante en la regulación del metabolismo del colesterol.Additionally, the total or partial inhibition of the activity of the protein encoded by said PCSK9 gene , that is, the PCSK9 protein, can be carried out through the use of agents that specifically bind to, and block, the PCSK9 protein. In humans, the PCSK9 protein comprises the sequence SEQ ID NO: 3 (NCBI, accession number NP_777596.2). The PCSK9 protein has a very important role in the regulation of cholesterol metabolism.
Dentro del contexto de la presente invención, también se incluyen variantes funcionalmente equivalentes de la proteína PCSK9. Se entiende por “variante funcionalmente equivalente de la proteína PCSK9” a aquella proteína que (i) comprende una secuencia en la que uno o más aminoácidos están sustituidos por un residuo de aminoácidos conservado o no conservado (preferentemente un aminoácido conservado), o (ii) comprende una secuencia que comprende una inserción o una deleción de uno o más aminoácidos, y que tiene la misma función que la proteína PCSK9, es decir, regular el metabolismo del colesterol.Within the context of the present invention, functionally equivalent variants of the PCSK9 protein are also included. By "functionally equivalent variant of the PCSK9 protein" is understood to be that protein that (i) comprises a sequence in which one or more amino acids are substituted by a conserved or non-conserved amino acid residue (preferably a conserved amino acid), or (ii) comprises a sequence that comprises an insertion or a deletion of one or more amino acids, and which It has the same function as the PCSK9 protein, that is, to regulate the metabolism of cholesterol.
PCSK9 es una serin-proteasa que juega un papel muy importante durante el metabolismo de LDL (lipoproteínas de baja densidad, del inglés “low density lipoproteins”), inhibiendo el reciclaje del receptor de LDL. Fisiológicamente las partículas de LDL circulantes se unen a los receptores de LDL (LDLR) que se encuentran en la superficie celular. Una vez formado el complejo LDL-LDLR, se produce la internalización del mismo. En el interior celular la partícula de LDL se disocia del receptor y es eliminada por los lisosomas permitiendo el reciclaje del receptor que vuelve a la superficie celular. La unión de PCSK9 al receptor LDLR evita el reciclaje del mismo. El complejo PCSK9-LDLR es conducido a los lisosomas para su degradación. Se produce una reducción de la expresión del receptor en la superficie celular y esto se traduce en una capacidad disminuida de eliminar las partículas de LDL circulantes.PCSK9 is a serine protease that plays a very important role during the metabolism of LDL ( low density lipoproteins), inhibiting the recycling of the LDL receptor. Physiologically, circulating LDL particles bind to LDL receptors (LDLR) found on the cell surface. Once the LDL-LDLR complex is formed, its internalization occurs. Inside the cell, the LDL particle dissociates from the receptor and is eliminated by the lysosomes, allowing the receptor to recycle back to the cell surface. The binding of PCSK9 to the LDLR receptor prevents its recycling. The PCSK9-LDLR complex is driven to lysosomes for degradation. There is a reduction in the expression of the receptor on the cell surface and this results in a decreased ability to eliminate circulating LDL particles.
Por lo tanto, en otra realización particular, la proteína PCSK9 comprende una secuencia de aminoácidos que presenta, al menos, un 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, o 99% de identidad con la secuencia SEQ ID NO: 3. En otra realización particular, la proteína PCSK9 comprende una secuencia de aminoácidos que tiene, un 100% de identidad con la secuencia SEQ ID NO: 3.Therefore, in another particular embodiment, the PCSK9 protein comprises an amino acid sequence that has at least 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, or 99% identity with the sequence SEQ ID NO: 3. In another particular embodiment, the PCSK9 protein comprises an amino acid sequence that has 100% identity with the sequence SEQ ID NO: 3.
Ejemplos de agentes inhibidores de la proteína PCSK9 incluyen, sin limitarse a, una molécula que reconoce de forma específica y se une a la proteína PCSK9, o a un fragmento de dicha proteína, o una variante funcionalmente equivalente de dicha proteína tal como se ha definido previamente, y bloquea su acción enzimática sobre el receptor de LDL-R. Así, en una realización particular, el agente inhibidor es una molécula que reconoce de forma específica la proteína PCSK9. En otra realización todavía más particular, la molécula que reconoce de forma específica la proteína codificada por el gen PCSK9 es un anticuerpo que se une específicamente a PCSK9, preferiblemente, un anticuerpo monoclonal que se une específicamente a PCSK9. Examples of inhibitors of the PCSK9 protein include, but are not limited to, a molecule that specifically recognizes and binds to the PCSK9 protein, or a fragment of said protein, or a functionally equivalent variant of said protein as previously defined. , and blocks its enzymatic action on the LDL-R receptor. Thus, in a particular embodiment, the inhibitory agent is a molecule that specifically recognizes the PCSK9 protein. In another still more particular embodiment, the molecule that specifically recognizes the protein encoded by the PCSK9 gene is an antibody that specifically binds to PCSK9, preferably a monoclonal antibody that specifically binds to PCSK9.
En la presente invención se entiende por “anticuerpos específicos de la proteína PCSK9” a aquellos anticuerpos o péptidos con capacidad de unión que reconocen de forma específica la proteína PCSK9, uniéndose a ella e impidiendo que realice una o más de sus funciones. En el contexto de la presente invención, el anticuerpo impide que la proteína PCSK9 pueda promover la proliferación celulary metástasis.In the present invention, "PCSK9 protein specific antibodies" are understood to be those antibodies or peptides with binding capacity that specifically recognize the PCSK9 protein, binding to it and preventing it from performing one or more of its functions. In the context of the present invention, the antibody prevents the PCSK9 protein from promoting cell proliferation and metastasis.
Se entiende por “anticuerpo” a una glicoproteína del tipo gamma globulina que forma parte del sistema inmunitario humoral que se une de forma específica a un antígeno. El término anticuerpo tal como aquí se utiliza incluye sueros policlonales, sobrenadantes de hibridomas o anticuerpos monoclonales, fragmentos de anticuerpos, Fv, Fab, Fab' y F(ab')2, scFv, diacuerpos, triacuerpos, tetracuerpos y anticuerpos humanizados. Los anticuerpos pueden ser preparados empleando cualquiera de los procedimientos que son conocidos por el experto en la materia. Las técnicas para preparar y utilizar diversos constructos y fragmentos basados en anticuerpos se conocen bien en el estado de la técnica. Los medios para preparar y caracterizar anticuerpos también son conocidos en el estado de la técnica. Una vez identificados los anticuerpos con capacidad de unión a la proteína PCSK9, se seleccionarán aquellos capaces de inhibir la actividad de esta proteína usando un ensayo de identificación de ensayos inhibidores. En una realización particular, el anticuerpo con capacidad de inhibir la proteína PCSK9 es un anticuerpo monoclonal. Más preferiblemente, el anticuerpo monoclonal se selecciona de la lista que consiste en: Evolocumab (Amgen, USA), Alirocumab (Sanofi, USA), Bococizumab (Pfizer, USA), 1D05-lgG2 (Merck, USA), RG-7652 (Genentech, USA) y LY3015014 (Eli Lilly, USA).By "antibody" is understood a glycoprotein of the gamma globulin type that is part of the humoral immune system that binds specifically to an antigen. The term "antibody" as used herein includes polyclonal sera, hybridoma supernatants or monoclonal antibodies, antibody fragments, Fv, Fab, Fab 'and F (ab') 2, scFv, diabodies, tribodies, tetrabodies, and humanized antibodies. Antibodies can be prepared using any of the procedures that are known to those skilled in the art. Techniques for preparing and using various antibody-based constructs and fragments are well known in the art. The means for preparing and characterizing antibodies are also known in the state of the art. Once the antibodies with the ability to bind to the PCSK9 protein have been identified, those capable of inhibiting the activity of this protein will be selected using an inhibitory assay identification assay. In a particular embodiment, the antibody with the ability to inhibit the PCSK9 protein is a monoclonal antibody. More preferably, the monoclonal antibody is selected from the list consisting of: Evolocumab (Amgen, USA), Alirocumab (Sanofi, USA), Bococizumab (Pfizer, USA), 1D05-lgG2 (Merck, USA), RG-7652 (Genentech , USA) and LY3015014 (Eli Lilly, USA).
Ensayos para identificar si un compuesto dado es un inhibidor de la proteína PCSK9 incluyen, sin limitar a: inmunoprecipitación, radioinmunoensayo, ensayo de transferencia mediante Western, ensayo inmunofluorescente, inmunoensayo enzimático, ensayo quimioluminiscente, ensayo inmunohistoquímico, y ensayo inmunoabsorbente unido a enzima (ELISA). Además, los inmunoensayos anteriores se pueden utilizar combinados, tales como inmunoprecipitación seguido de transferencia mediante Western. Dichos ensayos pueden ser inmunoensayos directos, indirectos, competitivos, o no competitivos tal como se describen por la técnica. Assays to identify whether a given compound is an inhibitor of the PCSK9 protein include, but are not limited to: immunoprecipitation, radioimmunoassay, Western blot assay, immunofluorescent assay, enzyme immunoassay, chemiluminescent assay, immunohistochemical assay, and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). ). Additionally, the above immunoassays can be used in combination, such as immunoprecipitation followed by Western blotting. Such assays can be direct, indirect, competitive, or non-competitive immunoassays as described in the art.
En la presente invención se entiende por "cáncer" una amplia gama de condiciones causadas por una proliferación excesiva de células malignas (también conocidas como cancerígenas o cancerosas), con rasgos típicos de comportamiento y crecimiento descontrolado (crecimiento y división más allá de los límites normales, invasión del tejido circundante y, a veces, metástasis). Comprende cualquier enfermedad de un órgano o tejido en un mamífero, preferiblemente el hombre, caracterizado por una multiplicación pobremente controlada, o descontrolada, de células normales o anormales en dicho tejido, y su efecto en la totalidad del cuerpo. El término cáncer, dentro de esta definición, incluye las neoplasias benignas, displasias, hiperplasias, así como neoplasias que muestran metástasis, o cualquier otra transformación como por ejemplo, leucoplasias que a menudo preceden al brote del cáncer. Las células y los tejidos son cancerosos cuando crecen y se replican más rápidamente de lo normal, desplazándose o dispersándose en el tejido sano circundante o cualquier otro tejido del cuerpo, lo que se conoce como metástasis, asume formas y tamaños anormales, muestra cambios en su ratio nucleocitoplasmático, policromasia nuclear, y finalmente cesa. Células y tejidos cancerosos pueden afectar al cuerpo como un todo causando síndromes paraneoplásicos, o si el cáncer ocurre en un órgano o tejido vital, siendo interrumpida o dañada su función normal, con posibles resultados fatales. El resultado final de la evolución de un cáncer que involucra un órgano vital, ya sea primario o metastático, es la muerte del mamífero afectado. El cáncer tiende a extenderse, y su grado de extensión se relaciona normalmente con cambios en la supervivencia a la enfermedad.In the present invention "cancer" is understood as a wide range of conditions caused by an excessive proliferation of malignant cells (also known as cancerous or cancerous), with typical behavioral traits and uncontrolled growth (growth and division beyond normal limits , invasion of the surrounding tissue and sometimes metastasis). It comprises any disease of an organ or tissue in a mammal, preferably man, characterized by a poorly controlled, or uncontrolled, multiplication of normal or abnormal cells in said tissue, and its effect on the entire body. The term cancer, within this definition, includes benign neoplasms, dysplasias, hyperplasias, as well as neoplasms that show metastasis, or any other transformation such as, for example, leukoplakia that often precede the outbreak of cancer. Cells and tissues are cancerous when they grow and replicate faster than normal, moving or dispersing in the surrounding healthy tissue or any other tissue in the body, which is known as metastasis, it assumes abnormal shapes and sizes, shows changes in its nucleocytoplasmic ratio, nuclear polychromasia, and finally ceases. Cancer cells and tissues can affect the body as a whole causing paraneoplastic syndromes, or if cancer occurs in a vital organ or tissue, its normal function being interrupted or damaged, with possible fatal results. The end result of the evolution of a cancer that involves a vital organ, whether primary or metastatic, is the death of the affected mammal. Cancer tends to spread, and its extent is usually related to changes in survival from the disease.
Generalmente se dice que el cáncer se encuentra en uno de tres estados de crecimiento: temprano o localizado, cuando el tumor aún se encuentra confinado en el tejido de origen, o en su localización primaria; extensión directa, cuando las células cancerígenas del tumor han invadido el tejido adyacente o se ha extendido únicamente a los nodulos linfáticos regionales; o metástasis, cuando las células cancerosas han migrado a partes distantes del cuerpo desde la localización primaria, por medio del sistema circulatorio o linfático, y se ha establecido en localizaciones secundarias.Cancer is generally said to be in one of three growth stages: early or localized, when the tumor is still confined to the tissue of origin, or in its primary location; direct extension, when tumor cancer cells have invaded adjacent tissue or spread only to regional lymph nodes; or metastasis, when cancer cells have migrated to distant parts of the body from the primary site, via the circulatory or lymphatic system, and established in secondary sites.
Se dice que un cáncer es maligno por su tendencia a causar la muerte si no es tratado. Los tumores benignos, usualmente no causan la muerte, aunque pueden hacerlo si interfieren con la función normal del cuerpo por sus características o localización, tamaño o efectos paraneoplásicos. Aquí los tumores malignos caen dentro de la definición de cáncer dentro del ámbito de esta definición también. En general, las células cancerosas se dividen a una tasa mayor que las células normales, pero la distinción entre el crecimiento de los tejidos cancerosos y normales no es tanto que la división celular sea mucho más rápido, como la pérdida parcial o completa de detener su crecimiento y de diferenciarse en un tejido útil y limitado, del tipo que caracteriza el equilibrio funcional de crecimiento del tejido normal. En una realización preferida de este aspecto de la invención, cáncer se selecciona de la lista que consiste en: Este término incluye, sin limitación, cáncer de pulmón, mama, corazón, intestino delgado, colon, bazo, riñón, vejiga, cabeza, cuello, ovario, próstata, cerebro, páncreas, piel, hueso, médula ósea, sangre, timo, útero, testículos, hepatobiliar e hígado; así como tumores tales como, sin limitación, adenoma, angiosarcoma, astrocitoma, carcinoma epitelial, germinoma, glioblastoma, glioma, hemangioendotelioma, hemangiosarcoma, hematoma, hepatoblastoma, leucemia, linfoma, meduloblastoma, melanoma, neuroblastoma, cáncer hepatobiliar, osteosarcoma, retinoblastoma, rabdomiosarcoma, sarcoma y teratoma. Asimismo, este término incluye melanoma acrolentiginoso, adenocarcinoma actínico queratosis, carcinoma adenoide quístico, adenomas, adenosarcoma, carcinoma adenoescamoso, tumores astrocíticos, carcinoma de la glándula de Bartholin, carcinoma de células básales, carcinoma de glándulas bronquiales, carcinoide capilar, carcinoma, carcinosarcoma, colangiocarcinoma, cistadenoma, tumor endodérmico del seno, hiperplasia endometrial, sarcoma endometrial estromal, adenocarcinoma endometrioide, sarcoma ependimal, sarcoma de Swing, hiperplasia nodular focal, tumores de células germinales, glioblastoma, glucagonoma, hemangioblastoma, hemangioendotelioma, hemangioma, adenoma hepático, adenomatosis hepática, carcinoma hepatocelular, cáncer hepatobiliar, insulinoma, neoplasia intraepitelial, neoplasia interepitelial de células escamosas, carcinoma invasivo de células escamosas, carcinoma de células grandes, leiomiosarcoma, melanoma, melanoma maligno, tumor mesotelial maligno, meduloblastoma, meduloepitelioma, carcinoma mucoepidermoide, neuroblastoma, adenocarcinoma neuroepitelial, melanoma nodular, osteosarcoma, adenocarcinoma papilar seroso, tumores de la hipófisis, plasmacitoma, pseudosarcoma, blastoma pulmonar, carcinoma de células renales, retinoblastoma, rabdomiosarcoma, sarcoma, carcinoma seroso, carcinoma microcítico, carcinoma de tejido blando, tumor que secreta somatostatina, carcinoma escamoso, carcinoma de células escamosas, carcinoma indiferenciado, melanoma uveal, carcinoma verrugoso, vipoma, tumor de Wilm, cáncer intracerebral, cáncer de cabeza y cuello, cáncer rectal, astrocitoma, glioblastoma, cáncer microcítico y cáncer no microcítico, melanoma metastásico, cáncer de próstata metastásico independiente de andrógenos, cáncer de próstata metastásico dependiente de andrógenos y cáncer de mama. En una realización particular de la presente invención, el cáncer es un cáncer de pulmón, mama, colon o renal. En otra realización más preferida aún, el cáncer de pulmón es un cáncer de pulmón primario o un cáncer de pulmón metastático.Cancer is said to be malignant because of its tendency to cause death if it is not treated. Benign tumors do not usually cause death, although they can do so if they interfere with the normal function of the body due to their characteristics or location, size or paraneoplastic effects. Here malignant tumors fall within the definition of cancer within the scope of this definition as well. In general, cancer cells divide at a higher rate than normal cells, but the distinction between the growth of cancerous and normal tissues is not so much that cell division is much faster, as the partial or complete loss of stopping its growth and differentiation into useful and limited tissue, of the type that characterizes the functional balance of normal tissue growth. In a preferred embodiment of this aspect of the invention, cancer is selected from the list consisting of: This term includes, without limitation, cancer of the lung, breast, heart, small intestine, colon, spleen, kidney, bladder, head, neck , ovary, prostate, brain, pancreas, skin, bone, bone marrow, blood, thymus, uterus, testes, hepatobiliary and liver; as well as tumors such as, without limitation, adenoma, angiosarcoma, astrocytoma, epithelial carcinoma, germinoma, glioblastoma, glioma, hemangioendothelioma, hemangiosarcoma, hematoma, hepatoblastoma, leukemia, lymphoma, medulloblastoma, melanoma, neuroblastoma, hepatolastoblastoma, rhabdomyosarcoma cancer, retinal-biliary cancer , sarcoma and teratoma. Also, this term includes acrolentiginous melanoma, actinic adenocarcinoma, keratosis, adenoid cystic carcinoma, adenomas, adenosarcoma, adenosquamous carcinoma, astrocytic tumors, Bartholin's gland carcinoma, basal cell carcinoma, bronchial gland carcinoma, carcinoma, capillary carcinoma, carcinoma, carcinoma Cholangiocarcinoma, cystadenoma, endodermal breast tumor, endometrial hyperplasia, endometrial stromal sarcoma, endometrioid adenocarcinoma, ependymal sarcoma, Swing's sarcoma, focal nodular hyperplasia, germ cell tumors, glioblastoma, glucagonoma, hemangioblastoma, hepatic adenoma, hemangioendothelinoma, hepatic adenoma, endothelialgioma , hepatocellular carcinoma, hepatobiliary cancer, insulinoma, intraepithelial neoplasia, interepithelial squamous cell neoplasia, invasive squamous cell carcinoma, large cell carcinoma, leiomyosarcoma, melanoma, malignant melanoma, malignant mesothelial tumor, medulloblastoma, medulloep itelioma, mucoepidermoid carcinoma, neuroblastoma, neuroepithelial adenocarcinoma, nodular melanoma, osteosarcoma, serous papillary adenocarcinoma, pituitary tumors, plasmacytoma, pseudosarcoma, pulmonary blastoma, renal cell carcinoma, retinoblastoma, rhabdomyosarcoma, carcinoma of carcinoma, carcinoma of microbes soft tissue, somatostatin-secreting tumor, squamous cell carcinoma, squamous cell carcinoma, undifferentiated carcinoma, uveal melanoma, warty carcinoma, vipoma, Wilm's tumor, intracerebral cancer, head and neck cancer, rectal cancer, astrocytoma, glioblastoma, small cell and non-small cell cancer, metastatic melanoma, androgen independent metastatic prostate cancer, cancer androgen-dependent metastatic prostate cancer and breast cancer. In a particular embodiment of the present invention, the cancer is lung, breast, colon or kidney cancer. In yet another more preferred embodiment, the lung cancer is a primary lung cancer or a metastatic lung cancer.
Tal como se utiliza en el presente documento, el término “sujeto”, “individuo” o “paciente”, utilizados indistintamente a lo largo del presente documento, se refiere a un mamífero, e incluye, pero no está restringido a, animales domésticos y de granja, primates y humanos, por ejemplo, seres humanos, primates no humanos, vacas, caballos, cerdos, ovejas, cabras, perros, gatos, o roedores. Preferiblemente, el sujeto es un humano hombre o mujer de cualquier edad o raza.As used herein, the term "subject", "individual" or "patient", used interchangeably throughout this document, refers to a mammal, and includes, but is not restricted to, domestic animals and farm animals, primates, and humans, eg, humans, non-human primates, cows, horses, pigs, sheep, goats, dogs, cats, or rodents. Preferably, the subject is a human male or female of any age or race.
A efectos de la prese te invención, se entiende que un sujeto está sometido a ventilación mecánica, cuando precisa de anestesia general durante cualquier procedimiento de cirugía, así como en casos de insuficiencia respiratoria.For the purposes of the present invention, it is understood that a subject is subjected to mechanical ventilation, when they require general anesthesia during any surgical procedure, as well as in cases of respiratory failure.
Los pacientes con cáncer de pulmón se ven sometidos a ventilación mecánica durante la anestesia general requerida para la cirugía de su tumor. Las comorbilidades (i.e. la existencia de dos o más enfermedades en un mismo individuo, generalmente relacionadas) que presentan estos pacientes hacen que también pueden precisar ventilación mecánica al ser intervenidos por cualquier otra patología, o en casos de insuficiencia respiratoria. No se conoce cuál es el impacto del estrés mecánico provocado por dicha ventilación mecánica en la evolución de los tumores, en particular, en la evolución de los tumores pulmonaresLung cancer patients are subjected to mechanical ventilation during the general anesthesia required for surgery on their tumor. The comorbidities (i.e. the existence of two or more diseases in the same individual, generally related) that these patients present mean that they may also require mechanical ventilation when being operated on for any other pathology, or in cases of respiratory failure. The impact of the mechanical stress caused by said mechanical ventilation on the evolution of tumors, in particular, on the evolution of lung tumors is not known.
El término “tratamiento”, tal como se utiliza en la presente invención, hace referencia a combatir los efectos causados como consecuencia de la enfermedad o condición patológica de interés en un sujeto (preferiblemente un mamífero, y más preferiblemente un humano) incluyendo:The term "treatment", as used in the present invention, refers to combating the effects caused as a consequence of the disease or pathological condition of interest in a subject (preferably a mammal, and more preferably a human) including:
(i) inhibir la enfermedad o condición patológica, es decir detener el desarrollo de la misma; (i) inhibit the disease or pathological condition, that is to say stop the development thereof;
(ii) aliviar la enfermedad o condición patológica, es decir causar la regresión de la enfermedad o condición patológica o su sintomatología;(ii) alleviating the disease or pathological condition, that is, causing the disease or pathological condition or its symptoms to regress;
(iii) estabilizar la enfermedad o condición patológica.(iii) stabilize the disease or pathological condition.
El término “prevención”, tal como se utiliza en la presente invención, consiste en evitar la aparición de la enfermedad, es decir, evitar la enfermedad o condición patológica en un sujeto (preferiblemente un mamífero y, más preferiblemente, un humano), en particular, cuando dicho sujeto tiene una predisposición a la condición patológica pero no se ha diagnosticado aún.The term "prevention", as used in the present invention, consists of preventing the onset of the disease, that is, avoiding the disease or pathological condition in a subject (preferably a mammal and more preferably a human), in in particular, when said subject has a predisposition to the pathological condition but has not yet been diagnosed.
En otra realización particular, el agente inhibidor de la expresión de PCSK9 para su uso según se describe en el presente documento, está comprendido dentro de una composición farmacéutica. En otra realización más particular aún, el inhibidor de la expresión de PCSK9 se encuentra en una cantidad terapéuticamente efectiva, y opcionalmente dicha composición farmacéutica comprende además, un vehículo, adyuvante y/o excipiente farmacéuticamente aceptable.In another particular embodiment, the PCSK9 expression inhibitor agent for use as described herein is comprised within a pharmaceutical composition. In yet another more particular embodiment, the inhibitor of PCSK9 expression is in a therapeutically effective amount, and optionally said pharmaceutical composition further comprises a pharmaceutically acceptable carrier, adjuvant and / or excipient.
En el sentido utilizado en la descripción, la expresión “cantidad terapéuticamente efectiva” hace referencia a la cantidad de inhibidor de la expresión y/o actividad de PCSK9 de acuerdo con la presente invención, calculada para producir el efecto requerido y, en general, será determinada, entre otros factores, por las propiedades inherentes de los compuestos y de los sujetos a tratar, incluyendo edad, condición del paciente, gravedad de la alteración o trastorno, y la vía y frecuencia de administración.In the sense used in the description, the term "therapeutically effective amount" refers to the amount of inhibitor of the expression and / or activity of PCSK9 according to the present invention, calculated to produce the required effect and, in general, will be determined, among other factors, by the inherent properties of the compounds and of the subjects to be treated, including age, patient's condition, severity of the alteration or disorder, and the route and frequency of administration.
Los adyuvantes y vehículos farmacéuticamente aceptables que pueden ser utilizados en dichas composiciones son los adyuvantes y vehículos conocidos por los expertos en la técnica y utilizados comúnmente en la producción de composiciones terapéuticas. El término “vehículo farmacéuticamente aceptable” es una sustancia utilizada en la composición para diluir cualquiera de los componentes comprendidos en la misma hasta un determinado volumen o peso. El vehículo farmacéuticamente aceptable es una sustancia inerte o de acción idéntica a cualquiera de los elementos comprendidos en la composición de la presente invención. La función del vehículo es facilitar la incorporación de otros elementos, permitir una mejor dosificación y administración o proporcionar a la composición consistencia y forma. Adicionalmente, la composición farmacéutica de la invención puede comprender uno o más adyuvantes y/o excipientes. El término “excipiente” hace referencia a una sustancia que ayuda a la absorción de los elementos de la composición de la invención, estabiliza dichos elementos, activa o ayuda a la preparación de la composición en el sentido de proporcionarle consistencia o proveerla de sabores que la hagan más agradable. Por tanto, los excipientes podrían tener la función de mantener los ingredientes enlazados entre sí, tal como por ejemplo en el caso de almidones, azúcares o celulosas, la función de endulzar, la función de dar color, la función de proteger la composición, tal como por ejemplo, aislarla del aire y/o la humedad, la función de rellenar un comprimido, cápsula o cualquier otra forma de presentación, una función disgregante para facilitar la disolución de los componentes y su absorción en el intestino, sin excluir otros tipos de excipientes no mencionados en este párrafo.The pharmaceutically acceptable adjuvants and carriers that can be used in such compositions are the adjuvants and carriers known to those skilled in the art and commonly used in the production of therapeutic compositions. The term "pharmaceutically acceptable carrier" is a substance used in the composition to dilute any of the components comprised therein to a certain volume or weight. The pharmaceutically acceptable carrier is an inert substance or one of identical action to any of the elements comprised in the composition of the present invention. The function of the vehicle is to facilitate the incorporation of other elements, to allow a better dosage and administration or to provide the composition with consistency and shape. Further, the pharmaceutical composition of the invention may comprise one or more adjuvants and / or excipients. The term "excipient" refers to a substance that helps the absorption of the elements of the composition of the invention, stabilizes said elements, activates or helps the preparation of the composition in the sense of providing it with consistency or providing it with flavors that make it more enjoyable. Therefore, the excipients could have the function of keeping the ingredients bound together, such as, for example, in the case of starches, sugars or celluloses, the function of sweetening, the function of giving color, the function of protecting the composition, such as such as, for example, isolating it from air and / or humidity, the function of filling a tablet, capsule or any other form of presentation, a disintegrating function to facilitate the dissolution of the components and their absorption in the intestine, without excluding other types of excipients not mentioned in this paragraph.
Ejemplos de vehículos farmacéuticamente aceptables son conocidos en el estado de la técnica e incluyen soluciones salinas tamponadas con fosfato, agua, emulsiones, tales como emulsiones aceite/agua, diferentes tipos de agentes humectantes, soluciones estériles, etc. Las composiciones que comprenden dichos vehículos se pueden formular por procedimientos convencionales conocidos en el estado de la técnica. Tal como se usa en la presente memoria descriptiva, los términos “farmacéuticamente aceptable”, “fisiológicamente tolerable” y variaciones gramaticales de los mismos, en lo que se refiere a composiciones, soportes, diluyentes y reactivos, se usan indistintamente e indican que los materiales son susceptibles de ser administrados a un sujeto sin la producción de efectos fisiológicos indeseables.Examples of pharmaceutically acceptable carriers are known in the art and include phosphate buffered saline solutions, water, emulsions, such as oil / water emulsions, different types of wetting agents, sterile solutions, etc. Compositions comprising said carriers can be formulated by conventional procedures known in the state of the art. As used herein, the terms "pharmaceutically acceptable," "physiologically tolerable," and grammatical variations thereof, as they relate to compositions, carriers, diluents, and reagents, are used interchangeably and indicate that the materials they are capable of being administered to a subject without producing undesirable physiological effects.
En una realización particular, dicha composición farmacéutica se prepara en forma sólida o en suspensión acuosa, en un diluyente farmacéuticamente aceptable. La composición provista por la presente invención puede ser administrada a través de cualquier vía de administración apropiada, por lo que dicha composición será formulada en la forma farmacéutica adecuada para la vía de administración seleccionada. En una realización en particular, la administración de la composición provista por la invención se realiza por vía parenteral, oral, intraperitoneal, subcutánea, intracraneal, etc. Una revisión de las diferentes formas farmacéuticas de administración de fármacos y los excipientes requeridos para obtenerlos puede encontrarse, por ejemplo, en el “Tratado de Farmacia Galénica”, C. Faulii Trillo, 1993, Luzán 5, S.A. Ediciones, Madrid.In a particular embodiment, said pharmaceutical composition is prepared in solid form or in aqueous suspension, in a pharmaceutically acceptable diluent. The composition provided by the present invention can be administered through any appropriate route of administration, whereby said composition will be formulated in the appropriate pharmaceutical form for the selected route of administration. In a particular embodiment, the administration of the composition provided by the invention is carried out parenterally, orally, intraperitoneally, subcutaneously, intracranially, etc. A review of the different pharmaceutical forms of drug administration and the excipients required to obtain them can be found, for example, in the "Treaty of Galenic Pharmacy", C. Faulii Trillo, 1993, Luzán 5, SA Ediciones, Madrid.
En otra realización preferida, la composición farmacéutica para su uso según se describe aquí puede comprender además otros fármacos o agentes, preferiblemente quimioterapéuticos, utilizados en el tratamiento de cáncer, más concretamente en el tratamiento de cáncer de pulmón, con vistas a actuar de manera complementaria o como refuerzo. En otra realización más particular aún, los agentes quimioterápicos se seleccionan de la lista que consiste en: cisplatino, carboplatino, docetaxel, gemcitabina, paclitaxel, vinorelbina, etopósido, vinblastina, pemetrexed e irinotecán.In another preferred embodiment, the pharmaceutical composition for use as described herein may further comprise other drugs or agents, preferably chemotherapeutics, used in the treatment of cancer, more specifically in the treatment of lung cancer, with a view to acting in a complementary manner. or as a reinforcement. In yet another more particular embodiment, the chemotherapeutic agents are selected from the list consisting of: cisplatin, carboplatin, docetaxel, gemcitabine, paclitaxel, vinorelbine, etoposide, vinblastine, pemetrexed and irinotecan.
En otro aspecto, la presente invención se refiere a un método in vitro para diseñar una terapia personalizada a un sujeto que padece cáncer y que está, o va a estar sometido a ventilación mecánica, que comprendeIn another aspect, the present invention relates to an in vitro method for designing a personalized therapy for a subject suffering from cancer and who is, or will be subjected to mechanical ventilation, comprising
a) cuantificar el nivel de expresión y/o actividad de PCSK9 en una muestra biológica aislada del sujeto, ya) quantify the level of expression and / or activity of PCSK9 in a biological sample isolated from the subject, and
b) comparar el nivel de expresión y/o actividad obtenido en la etapa (a) con el valor de expresión y/o actividad de PCSK9 en una muestra control,b) comparing the level of expression and / or activity obtained in step (a) with the expression and / or activity value of PCSK9 in a control sample,
en donde si el valor de expresión y/o actividad obtenido en la etapa (a) es mayor que el valor de expresión y/o actividad de la muestra control, entonces la terapia comprende la administración al sujeto de un agente inhibidor de PCSK9, según se ha descrito a lo largo del presente documento.wherein if the expression and / or activity value obtained in step (a) is greater than the expression and / or activity value of the control sample, then the therapy comprises the administration to the subject of a PCSK9 inhibitor agent, according to It has been described throughout this document.
A efectos de la presente invención, el término "muestra biológica aislada" incluye, pero sin limitarnos a, células, tejidos y/o fluidos biológicos de un organismo, como sangre, suero, orina, saliva, fluido cerebroespinal, o a una muestra sólida o semisólida, como tejidos, heces, y similar, o alternativamente, un tejido sólido tales como aquellos usados habitualmente en diagnóstico histológico, obtenidos mediante cualquier método conocido por un experto en la materia. En una realización más preferida, la muestra biológica aislada es una muestra de tejido tumoral.For the purposes of the present invention, the term "isolated biological sample" includes, but is not limited to, cells, tissues and / or biological fluids of an organism, such as blood, serum, urine, saliva, cerebrospinal fluid, or to a solid sample or semisolid, such as tissues, feces, and the like, or alternatively, a solid tissue such as those commonly used in histological diagnosis, obtained by any method known to a person skilled in the art. In a more preferred embodiment, the isolated biological sample is a tumor tissue sample.
"Muestra de tejido tumoral" se refiere a una muestra de tejido procedente del tumor, ya sea del tumor primario o del tumor metastásico, en particular de cáncer de mama, de cáncer de colon, de cáncer de pulmón, de cáncer de riñón o de cáncer de tiroides, más en particular de cáncer de pulmón primario o cáncer de pulmón metastásico. Dicha muestra se puede obtener mediante métodos convencionales, por ejemplo, biopsia, utilizando métodos bien conocidos para los expertos en las técnicas médicas relacionadas. Los métodos para obtener una muestra de la biopsia incluyen partición en trozos grandes de un tumor, o microdisección u otros métodos de separación de células conocidos en la técnica. Las células tumorales se pueden obtener de forma adicional mediante citología por aspiración con una aguja fina. Para simplificar la conservación y el manejo de las muestras, estas se pueden fijar en formalina y embeber en parafina o congelar primero y después embeber en un medio criosolidificable, tal como compuesto OCT, mediante inmersión en un medio altamente criogénico que permite la congelación rápida. La muestra de acuerdo a la presente invención también comprende cualquier biofluído corporal que contiene tejido procedente del tumor, RNA procedente del tumor, DNA procedente del tumor o proteína procedente del tumor incluyendo, sin quedar limitado a, plasma o suero, tal como plasma o suero con presencia de exosomas o de DNA de origen tumoral."Tumor tissue sample" refers to a tissue sample derived from the tumor, either the primary tumor or the metastatic tumor, in particular breast cancer, colon cancer, lung cancer, kidney cancer or thyroid cancer, more particularly primary lung cancer or metastatic lung cancer. Bliss Sample can be obtained by conventional methods, eg, biopsy, using methods well known to those skilled in the related medical arts. Methods for obtaining a biopsy sample include coarse partitioning of a tumor, or microdissection or other cell separation methods known in the art. Tumor cells can be further obtained by fine needle aspiration cytology. To simplify storage and handling of samples, samples can be fixed in formalin and embedded in paraffin or first frozen and then embedded in a cryosetting medium, such as OCT compound, by immersion in a highly cryogenic medium that allows rapid freezing. The sample according to the present invention also comprises any body biofluid containing tissue from the tumor, RNA from the tumor, DNA from the tumor, or protein from the tumor including, without being limited to, plasma or serum, such as plasma or serum. with the presence of exosomes or DNA of tumor origin.
La determinación de los niveles de expresión y/o actividad de PCSK9 necesita ser correlacionada con valores de una muestra control o muestra de referencia. Dependiendo del tipo de tumor que está siendo objeto de análisis, la naturaleza exacta de la muestra control puede variar. Así, en el caso de que se trate de diseñar una terapia personalizada, entonces la muestra de referencia es una muestra biológica de un sujeto con cáncer de pulmón que va a ser sometido, o ya ha sido sometido a ventilación mecánica, o que corresponden al valor mediana de los niveles de expresión y/o actividad de PCSK9 medidos en una colección de tejidos tumorales en muestras de biopsias, o muestras de fluidos biológicos tales como sangre o plasma, de sujetos con cáncer de pulmón que no han sido sometidos a ventilación mecánica.The determination of PCSK9 expression and / or activity levels needs to be correlated with values from a control sample or reference sample. Depending on the type of tumor being analyzed, the exact nature of the control sample may vary. Thus, in the case of designing a personalized therapy, then the reference sample is a biological sample from a subject with lung cancer who is going to undergo, or has already undergone mechanical ventilation, or that correspond to the median value of PCSK9 expression and / or activity levels measured in a collection of tumor tissues in biopsy samples, or samples of biological fluids such as blood or plasma, from subjects with lung cancer who have not undergone mechanical ventilation .
La colección de muestras de las que deriva el nivel de referencia estará preferiblemente constituida por sujetos que padecen el mismo tipo de cáncer que el paciente objeto de estudio.The collection of samples from which the reference level is derived will preferably be made up of subjects suffering from the same type of cancer as the patient under study.
Así, la expresión “muestra control” se refiere a una muestra biológica aislada, según se ha definido previamente, procedente de un sujeto sano o de un sujeto que padece cáncer, preferiblemente cáncer de pulmón, pero con la característica particular de que no ha sido, o novaa ser sometido, a ventilación mecánica. Thus, the expression "control sample" refers to an isolated biological sample, as previously defined, from a healthy subject or from a subject suffering from cancer, preferably lung cancer, but with the particular characteristic that it has not been or will not be subjected to mechanical ventilation.
La expresión "valor de referencia" se refiere a un valor de laboratorio utilizado como referencia para los valores/datos obtenidos mediante a partir de muestras obtenidas de los pacientes. El valor de referencia o nivel de referencia puede ser un valor absoluto, un valor relativo, un valor que tiene un límite superior y/o inferior, una serie de valores, un valor promedio, una mediana, un valor medio, o un valor expresado por referencia a un valor de control o de referencia. Un valor de referencia puede estar basado en el valor obtenido a partir de una muestra individual, como por ejemplo, un valor obtenido de una muestra del paciente objeto de estudio pero obtenido en un punto anterior en el tiempo. El valor de referencia puede estar basado en un elevado número de muestras, tales como los valores obtenidos en una población de los sujetos del grupo de edad cronológica coincidente con la del paciente objeto de estudio o basado en un conjunto de muestras de inclusión o exclusión de la muestra a analizar.The term "reference value" refers to a laboratory value used as a reference for values / data obtained by using samples obtained from patients. The reference value or reference level can be an absolute value, a relative value, a value that has an upper and / or lower limit, a series of values, an average value, a median, a mean value, or an expressed value by reference to a control or reference value. A reference value can be based on the value obtained from an individual sample, such as a value obtained from a sample of the patient under study but obtained at an earlier point in time. The reference value can be based on a high number of samples, such as the values obtained in a population of subjects in the chronological age group coinciding with that of the patient under study or based on a set of samples of inclusion or exclusion of the sample to be analyzed.
En otra realización particular, el método in vitro de la invención se caracteriza por que la cuantificación del nivel de expresión del gen PCSK9 se lleva a cabo mediante la cuantificación del ADNc, ARNm o de la proteína codificada por el gen PCSK9 o de un fragmento de dicha proteína. Más preferiblemente, la cuantificación del ADNc o del ARNm, se lleva cabo mediante cualquier técnica para la cuantificación de dichos compuestos, que sea conocida por el experto en la materia. Más preferiblemente, dicha cuantificación se lleva a cabo mediante cualquiera de las técnicas seleccionadas de la lista que consiste en: una reacción en cadena de la polimerasa, un array de ADN o ARN, o una hibridación.In another particular embodiment, the in vitro method of the invention is characterized in that the quantification of the expression level of the PCSK9 gene is carried out by quantifying the cDNA, mRNA or the protein encoded by the PCSK9 gene or a fragment of said protein. More preferably, the quantification of the cDNA or of the mRNA is carried out by any technique for the quantification of said compounds, which is known to the person skilled in the art. More preferably, said quantification is carried out by any of the techniques selected from the list consisting of: a polymerase chain reaction, a DNA or RNA array, or hybridization.
En otra realización particular, el método in vitro de la invención se caracteriza por que la cuantificación de la proteína PCSK9 se lleva a cabo mediante cualquier técnica útil para la cuantificación proteica conocida por el experto en la materia. Más preferiblemente, la cuantificación proteica se lleva a cabo mediante cualquiera de las técnicas seleccionadas de la lista que consiste en: Western Blot, técnicas inmunohistoquímicas, ELISA o un array de proteínas.In another particular embodiment, the in vitro method of the invention is characterized in that the quantification of the PCSK9 protein is carried out by any useful technique for protein quantification known to the person skilled in the art. More preferably, protein quantification is carried out by any of the techniques selected from the list consisting of: Western Blot, immunohistochemical techniques, ELISA or a protein array.
En la presente invención se entiende que “nivel de expresión incrementado” o “nivel de expresión mayor” es el nivel de expresión cuando se refiere a niveles del gen y/o proteína PCSK9 mayores a los que aparecen en una muestra de referencia o muestra control. En particular, se puede considerar que una muestra presenta niveles altos de expresión y/o actividad de PCSK9 cuando los niveles de expresión y/o actividad en la muestra de referencia son de al menos 1,1 veces, 1,5 veces, 5 veces, 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces o incluso más con respecto a la muestra aislada del paciente.In the present invention, it is understood that "increased expression level" or "higher expression level" is the expression level when it refers to levels of the PCSK9 gene and / or protein greater than those that appear in a reference sample or sample. control. In particular, a sample can be considered to have high levels of expression and / or activity of PCSK9 when the levels of expression and / or activity in the reference sample are at least 1.1 times, 1.5 times, 5 times , 10 times, 20 times, 30 times, 40 times, 50 times, 60 times, 70 times, 80 times, 90 times, 100 times or even more with respect to the isolated patient sample.
En otra realización particular, el método in vitro de la invención se caracteriza por que el inhibidor de PCSK9 está comprendido dentro de una composición farmacéutica.In another particular embodiment, the in vitro method of the invention is characterized in that the PCSK9 inhibitor is comprised within a pharmaceutical composition.
Los términos y expresiones “sujeto”, “muestra aislada” “cáncer”, “metástasis”, “agente inhibidor”, “determinación de los niveles de expresión”, “gen PCSK9”, “proteína PCSK9”, “niveles de expresión incrementados”, “composición farmacéutica” y “muestra control” han sido descritos en detalle anteriormente y son igualmente aplicables de aquí en adelante al presente aspecto de la invención, así como al resto de aspectos que se describan a continuación.The terms and expressions "subject", "isolated sample" "cancer", "metastasis", "inhibitory agent", "determination of expression levels", "PCSK9 gene", "PCSK9 protein", "increased expression levels" , "Pharmaceutical composition" and "control sample" have been described in detail above and are hereinafter equally applicable to the present aspect of the invention, as well as to the rest of the aspects described below.
Otro aspecto de la presente intención se refiere al uso de PCSK9 como una diana farmacológica para el cribado, ensayo y/o validación de agentes, preferiblemente agentes inhibidores de PCSK9 útiles en la prevención y/o tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, o va a estar sometido, a ventilación mecánica.Another aspect of the present intention refers to the use of PCSK9 as a pharmacological target for the screening, testing and / or validation of agents, preferably PCSK9 inhibitory agents useful in the prevention and / or treatment of metastasis in a subject suffering from cancer and is or will be undergoing mechanical ventilation.
El término “diana farmacológica”, tal como se utiliza en la presente invención, hace referencia al gen PCSK9 y/o a la proteína codificada por el mismo, que sea de utilidad para estudiar el efecto bioquímico de moléculas capaces de unirse al mismo. Estas moléculas pueden ser, sin limitación, compuestos, moduladores, o agentes que se seleccionan mediante métodos de cribado, en donde se analiza la inhibición de la expresión y/o la actividad del gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo.The term "drug target", as used in the present invention, refers to the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it, which is useful for studying the biochemical effect of molecules capable of binding to it. These molecules can be, without limitation, compounds, modulators, or agents that are selected by screening methods, where the inhibition of the expression and / or activity of the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it is analyzed.
Otro aspecto de la invención hace referencia a un método in vitro para el cribado y la identificación de agentes inhibidores de PCSK9, en donde el método comprende:Another aspect of the invention refers to an in vitro method for the screening and identification of PCSK9 inhibitors, wherein the method comprises:
a) poner en contacto un agente con el gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo, a) putting an agent in contact with the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it,
b) analizar la interacción entre el agente y el gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo, yb) analyze the interaction between the agent and the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it, and
c) seleccionar el agente del paso (a) capaz de inhibir la expresión y/o actividad del gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo.c) selecting the agent of step (a) capable of inhibiting the expression and / or activity of the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it.
Otro aspecto de la invención hace referencia a un método in vitro para el cribado y la identificación de agentes útiles en la prevención y/o el tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, o va a ser sometido, a ventilación mecánica, en donde el método comprende:Another aspect of the invention refers to an in vitro method for the screening and identification of agents useful in the prevention and / or treatment of metastases in a subject suffering from cancer and who is subjected, or will be subjected, to mechanical ventilation. , where the method comprises:
a) poner en contacto un compuesto, agente con el gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo,a) putting a compound, agent in contact with the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it,
b) analizar la interacción entre el agente y el gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo, yb) analyze the interaction between the agent and the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it, and
c) seleccionar el agente del paso (a) que tenga la capacidad de inhibir la expresión y/o actividad del gen PCSK9 y/o la proteína codificada por el mismo.c) selecting the agent of step (a) that has the ability to inhibit the expression and / or activity of the PCSK9 gene and / or the protein encoded by it.
En general, los métodos de cribado mencionados anteriormente, además de las moléculas de fármacos potenciales (p. ej., agentes, moduladores, antagonistas, agonistas) identificadas a partir de los mismos tienen aplicabilidad en relación a la prevención y/o tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, ovaa ser sometido, a ventilación mecánica.In general, the screening methods mentioned above, in addition to the potential drug molecules (eg, agents, modulators, antagonists, agonists) identified therefrom have applicability in relation to the prevention and / or treatment of metastases. in a subject suffering from cancer and is undergoing, or will be undergoing, mechanical ventilation.
En otra realización, la presente invención proporciona agentes inhibidores de PCSK9, de acuerdo con la presente invención, obtenibles mediante el método de cribado divulgado en el presente documento.In another embodiment, the present invention provides PCSK9 inhibitory agents, according to the present invention, obtainable by the screening method disclosed herein.
En otro aspecto, la presente invención hace referencia a un método de prevención y/o tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, o va a ser sometido, a ventilación mecánica, que comprende administrar en una cantidad terapéutica o profilácticamente efectiva un agente inhibidor de PCSK9, o de la composición farmacéutica que lo comprende, según se describen en el presente documento, a un sujeto en necesidad de dicho tratamiento. In another aspect, the present invention refers to a method of prevention and / or treatment of metastases in a subject suffering from cancer and is subjected, or will be subjected, to mechanical ventilation, which comprises administering in a therapeutically or prophylactically effective amount an inhibitory agent of PCSK9, or of the pharmaceutical composition comprising it, as described herein, to a subject in need of such treatment.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un kit o dispositivo, de aquí en adelante kit o dispositivo de la invención, que comprende los elementos necesarios para analizar los niveles de expresión y/o actividad de PCSK9, para la prevención y/o tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, o va a estar sometido, a ventilación mecánica o para diseñar una terapia personalizada a un sujeto que padece cáncer y que está sometido, o va a estar sometido, a ventilación mecánica.Another aspect of the present invention refers to a kit or device, hereinafter kit or device of the invention, which comprises the elements necessary to analyze the levels of expression and / or activity of PCSK9, for the prevention and / or treatment of metastasis in a subject suffering from cancer and who is undergoing, or will be undergoing, mechanical ventilation or to design personalized therapy for a subject suffering from cancer and who is undergoing, or will be undergoing, mechanical ventilation.
Por "kit" tal y como se usa en la presente invención, se refiere a un producto que contiene los distintos reactivos necesarios para llevar a cabo los métodos de la invención empaquetados para permitir su transporte y almacenamiento. El kit además puede incluir, sin ningún tipo de limitación, tampones, agentes para prevenir la contaminación, inhibidores de la degradación de las proteínas, etc. Materiales adecuados para el empaquetado de los componentes del kit incluyen cristal, plástico (polietileno, polipropileno, policarbonato y similares), botellas, viales, papel, sobres y similares. Adicionalmente, los kits de la invención pueden contener instrucciones para el uso simultáneo, secuencial o separado de los distintos componentes que se encuentran en el kit. Dichas instrucciones pueden encontrarse en forma de material impreso o en forma de un soporte electrónico capaz de almacenar instrucciones de forma que puedan ser leídas por un sujeto, tales como medios de almacenamiento electrónicos (discos magnéticos, cintas y similares), medios ópticos (CD-ROM, DVD) y similares. Adicional o alternativamente, los medios pueden contener direcciones de Internet que proporcionen dichas instrucciones.By "kit" as used in the present invention, it refers to a product that contains the various reagents necessary to carry out the methods of the invention packaged to allow their transport and storage. The kit can also include, without any limitation, buffers, agents to prevent contamination, inhibitors of protein degradation, etc. Suitable materials for packaging the kit components include glass, plastic (polyethylene, polypropylene, polycarbonate, and the like), bottles, vials, paper, envelopes, and the like. Additionally, the kits of the invention may contain instructions for the simultaneous, sequential or separate use of the various components found in the kit. Said instructions can be in the form of printed material or in the form of an electronic medium capable of storing instructions so that they can be read by a subject, such as electronic storage media (magnetic discs, tapes and the like), optical media (CD- ROM, DVD) and the like. Additionally or alternatively, the media may contain Internet addresses that provide such instructions.
Preferiblemente, el kit o dispositivo de la invención comprende un agente inhibidor de PCSK9, según se ha descrito previamente en el presente documento.Preferably, the kit or device of the invention comprises a PCSK9 inhibitory agent, as previously described herein.
Otro aspecto de la presente invención se refiere al uso in vitro del kit descrito anteriormente para la prevención y/o tratamiento de metástasis en un sujeto que padece cáncer y está sometido, o va a estar sometido, a ventilación mecánica, o para diseñar una terapia personalizada a un sujeto que padece cáncer y que está sometido, ovaa estar sometido, a ventilación mecánica.Another aspect of the present invention relates to the in vitro use of the kit described above for the prevention and / or treatment of metastases in a subject suffering from cancer and is subjected, or will be subjected, to mechanical ventilation, or to design a therapy. personalized to a subject suffering from cancer and who is undergoing, or will be undergoing, mechanical ventilation.
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.Throughout the description and claims the word "comprises" and its Variations are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components, or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and characteristics of the invention will emerge partly from the description and partly from the practice of the invention. The following examples and figures are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La Figura 1 es una gráfica que muestra la invasividad de células tumorales de las líneas B16F10luc (A) y A549 (B), expresada como área cubierta por células tras la migración a través de matrigel, en función de que las células hayan sido sometidas previamente a estiramiento durante 24 horas o no, y que hayan sido cultivadas en un medio condicionado (procedente del cultivo de células sometidas a estiramiento) o medio convencional. Figure 1 is a graph that shows the invasiveness of tumor cells of the B16F10luc (A) and A549 (B) lines, expressed as the area covered by cells after migration through matrigel, depending on whether the cells have been previously subjected to stretching for 24 hours or not, and that have been cultured in a conditioned medium (from the culture of cells subjected to stretching) or conventional medium.
La Figura 2 es una gráfica que muestra la proporción de animales con tumores pulmonares que mostraron metástasis en diferentes órganos 15 días después de la aplicación de ventilación mecánica (VM), comparado con aquellos animales que se mantuvieron en ventilación espontanea (Esp). Figure 2 is a graph that shows the proportion of animals with lung tumors that showed metastases in different organs 15 days after the application of mechanical ventilation (MV), compared with those animals that were maintained in spontaneous ventilation (Esp).
La Figura 3 muestra un panel (A) donde se observan las rutas moleculares sobrerepresentadas en un experimento de secuenciación de RNA, comparando células B16F10luc cultivadas en condiciones de estiramiento y células cultivadas en condiciones estáticas. El tamaño de los círculos es proporcional al número de genes en cada ruta molecular con diferencias significativas entre ambos grupos. (B) La gráfica muestra la cuantificación de la expresión de PCSK9 mediante reacción en cadena de la polimerasa en células cultivadas en condiciones de estiramiento y células cultivadas en condiciones estáticas. Figure 3 shows a panel (A) where overrepresented molecular pathways are observed in an RNA sequencing experiment, comparing B16F10luc cells grown under stretching conditions and cells grown under static conditions. The size of the circles is proportional to the number of genes in each molecular pathway with significant differences between both groups. (B) The graph shows the quantification of PCSK9 expression by polymerase chain reaction in cells grown under stretch conditions and cells grown under static conditions.
La Figura 4 es una gráfica que muestra la invasividad de células tumorales de las líneas B16F10luc (A) y A549 (B), expresada como área cubierta por células tras la migración a través de matrigel, en función de que las células hayan sido sometidas previamente a estiramiento durante 24 horas o no, y que hayan sido tratadas con el anticuerpo monoclonal Alirocumab. Las barras de color gris claro representan las células control tratadas con una IgG y las barras de color gris oscuro representan las células tratadas con Alirocumab. Figure 4 is a graph that shows the invasiveness of tumor cells of the lines B16F10luc (A) and A549 (B), expressed as the area covered by cells after migration through matrigel, depending on whether the cells have been previously subjected to stretching for 24 hours or not, and that have been treated with the monoclonal antibody Alirocumab. The light gray bars represent the Control cells treated with an IgG and the dark gray bars represent cells treated with Alirocumab.
EJEMPLOSEXAMPLES
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la utilidad de la materia reivindicada.The invention will now be illustrated by means of tests carried out by the inventors, which show the utility of the claimed matter.
I - MATERIAL Y MÉTODOSI - MATERIAL AND METHODS
Líneas celulares.Cell lines.
Para el desarrollo de los experimentos in vitro se utilizó la línea celular B16F10luc2, (línea de melanoma de Mus musculus con una inserción estable del gen de luciferasa bajo el promotor de Ubiquitina C humano) y la línea A549 (adenocarcinoma de pulmón humano). Los cultivos se realizaron en medio DMEM suplementado con un 10% de suero bobino fetal (FBS). Tanto el cultivo de las células como los experimentos de estrés mecánico y los ensayos de invasión se realizaron en incubador a 37°C y 5% C02.For the development of the in vitro experiments, the B16F10luc2 cell line ( Mus musculus melanoma line with a stable insertion of the luciferase gene under the human Ubiquitin C promoter) and the A549 line (human lung adenocarcinoma) were used. The cultures were carried out in DMEM medium supplemented with 10% fetal bobbin serum (FBS). Both cell culture and mechanical stress experiments and invasion tests were performed in an incubator at 37 ° C and 5% C02.
Cultivo celular en condiciones de estrés mecánico.Cell culture under conditions of mechanical stress.
Los estudios de estrés mecánico sobre las líneas anteriormente citadas se realizaron en placas de 6 pocilios de Flexcell®, sembrando una densidad de 5x105 células/pocillo. Tras 24 horas de incubación las placas se aleatorizaron a condiciones estáticas, o bien condiciones de estiramiento equibiaxial utilizando un equipo de deformación celular ajustando la presión para producir una deformación de un 15%. La frecuencia de estiramiento utilizada fue 15 ciclos/minuto con un ratio 1:1 estrés:relajación durante 24 horas.The mechanical stress studies on the aforementioned lines were carried out in 6-well plates of Flexcell®, seeding a density of 5x10 5 cells / well. After 24 hours of incubation, the plates were randomized to static conditions, or conditions of equibiaxial stretching using a cell deformation equipment adjusting the pressure to produce a deformation of 15%. The frequency of stretching used was 15 cycles / minute with a 1: 1 stress: relaxation ratio for 24 hours.
Ensayo de migración celular a través de matrigel.Cell migration assay through matrigel.
Una vez finalizadas las 24 horas de estiramiento o el correspondiente tiempo en condiciones estáticas, las células fueron despegadas de las placas de flexcell utilizando EDTA 1 mM. Se sembraron 5x104 células en cada transwell de matrigel en un volumen de 500pL de medio sin FBS. En la cámara inferior se pusieron 750pL de medio con 10% FBS como quimioatrayente. Tras 24 horas se aspiró el medio de todos los pocilios, se tiñó con cristal violeta (0,1% cristal violeta en 100% metanol), dejando fijar hasta 30 minutos a temperatura ambiente. Tras el lavado se retiró el matrigel del transwell y se realizaron 5 fotos de su cara inferior y se cuantificó el área teñida utilizando el programa Image J (NIH, USA).At the end of 24 hours of stretching or the corresponding time under static conditions, the cells were detached from the flexcell plates using 1 mM EDTA. 5x104 cells were seeded in each matrigel transwell in a volume of 500pl of medium without FBS. 750pL of medium with 10% FBS as chemoattractant was placed in the lower chamber. After 24 hours everyone's medium was aspirated the wells were stained with crystal violet (0.1% crystal violet in 100% methanol), allowing to fix for up to 30 minutes at room temperature. After washing, the matrigel was removed from the transwell and 5 photos of its underside were taken and the stained area was quantified using the Image J program (NIH, USA).
Modelo animal.Animal model.
Todos los experimentos se realizaron de acuerdo con las guías establecidas por el comité ético de la Universidad de Oviedo. Los animales se mantuvieron en condiciones libres de patógenos, con ciclos de 12 horas de luz/oscuridad y acceso ad libitum tanto a comida como a agua.All experiments were carried out in accordance with the guidelines established by the ethics committee of the University of Oviedo. The animals were kept in pathogen-free conditions, with 12-hour light / dark cycles and ad libitum access to both food and water.
Para la generación de metástasis se utilizó la línea celular B16F10luc2. Esta línea lleva integrada en su genoma el gen de la luciferasa, lo que permitió realizar un seguimiento de la evolución del tumor mediante bioluminiscencia, inyectando luciferina a los ratones por vía intraperitoneal. Para la inducción de metástasis pulmonares se inyectaron 15.000 células a través de la vena yugular a ratones C57BL/6, lo que resultó en tumores macroscópicos a las dos semanas. Estos procedimientos se realizaron en animales anestesiados (ketamina y xilacina), siguiendo las guías de cuidado animal. 15 días después de la inyección de las células de melanoma los animales portadores de tumores y sus controles fueron aleatorizados a respiración espontánea o ventilación mecánica. Los ratones fueron intubados utilizando un angiocatéter 22G y se conectaron a un ventilador mecánico (Evita 2 Dura-Neoflow, Drager; Germany) durante 2 horas con los siguientes parámetros: Ventilación controlada por presión, presión pico inspiratoria 15 cmH20, PEEP 2 cmH20, tasa de respiración 100 respiraciones/minuto, relación inspiración: expiración 1:1, FÍO221%.The B16F10luc2 cell line was used for the generation of metastases. This line has the luciferase gene integrated into its genome, which made it possible to monitor the evolution of the tumor through bioluminescence, injecting luciferin into the mice intraperitoneally. For the induction of lung metastases, 15,000 cells were injected through the jugular vein into C57BL / 6 mice, resulting in macroscopic tumors at two weeks. These procedures were performed in anesthetized animals (ketamine and xylazine), following the animal care guidelines. 15 days after injection of the melanoma cells, the tumor-bearing animals and their controls were randomized to spontaneous respiration or mechanical ventilation. Mice were intubated using a 22G angiocatheter and connected to a mechanical ventilator (Evita 2 Dura-Neoflow, Drager; Germany) for 2 hours with the following parameters: Pressure-controlled ventilation, peak inspiratory pressure 15 cmH20, PEEP 2 cmH20, rate respiration rate 100 breaths / minute, inspiration: expiration ratio 1: 1, FIO 2 21%.
Al término del protocolo de ventilación los animales fueron extubados y se les realizó un seguimiento durante 15 días para determinar la incidencia de metástasis. Tras este periodo los ratones fueron sacrificados y los tejidos (cerebro, pulmón, hígado, bazo y riñón) extraídos y almacenados.At the end of the ventilation protocol, the animals were extubated and followed for 15 days to determine the incidence of metastasis. After this period, the mice were sacrificed and the tissues (brain, lung, liver, spleen and kidney) extracted and stored.
PCR cuantitativa.Quantitative PCR.
El ARN se extrajo de las muestras de células estiradas y sin estirar en Trizol® (Sigma, Poole, UK) y se precipitó por adición de isopropanol. Tras centrifugar y lavar con etanol, el pellet de ARN se resuspendió en agua. El ADN complementario se sintetizó a partir de 1pg de ARN total usando un kit de RT-PCR (Enhanced avian HS RT-PCR kit, Sigma-Aldrich, USA). La PCR cuantitativa se llevó a cabo por triplicado para cada muestra utilizando 40 ng de ADNc. Se utilizó SYBR Green PCR master mix y primers específicos para Luc2 (directo: 5'-AAACGCTTCCACCTACCAGG-3' (SEQ ID NO: 4); reverso 5'-CCTTAGCCTCGAAGAAGGGC-3' (SEQ ID NO: 5)) a una concentración 10uM.RNA was extracted from stretched and unstretched cell samples on Trizol® (Sigma, Poole, UK) and precipitated by the addition of isopropanol. After centrifuging and washing with ethanol, the RNA pellet was resuspended in water. Complementary DNA was synthesized from 1pg of total RNA using an RT-PCR kit ( Enhanced avian HS RT-PCR kit, Sigma-Aldrich, USA). Quantitative PCR was carried out in triplicate for each sample using 40 ng of cDNA. SYBR Green PCR master mix and specific primers for Luc2 (direct: 5'-AAACGCTTCCACCTACCAGG-3 '(SEQ ID NO: 4); reverse 5'-CCTTAGCCTCGAAGAAGGGC-3' (SEQ ID NO: 5)) were used at a concentration of 10uM .
Secuenciación de ARN.RNA sequencing.
La expresión génica fue analizada mediante secuenciación de ARN a partir de ARN extraído de las células B16F10 Iuc2 tras los experimentos de estrés mecánico. La extracción de ARN para este análisis se realizó utilizando el RNeasy Mini Kit de Quiagen, siguiendo las instrucciones del fabricante. Brevemente, tras recoger las muestras con Trizol® se añade cloroformo y la fase acuosa resultante, donde se encontrará el ARN, se introduce en una de las columnas del kit. Después de tratar con ADNasa y tras una serie de lavados y centrifugaciones con distintos buffers, el ARN extraído se recoge en agua libre de ARNasa. Tras eliminar del ARN ribosomal, el ARN mensajero fue fragmentado para la síntesis de ADN complementario de doble cadena mediante cebadores aleatorios. Tras la unión de adaptadores a los extremos de las cadenas obtenidas, se procedió a su secuenciación en un equipo lllumina, generando lecturas de un único extremo de 50 nucleótidos de longitud. Se obtuvo una media de 30.376.066 lecturas por muestra. Todas las muestras superaron el control de calidad previamente establecido.Gene expression was analyzed by RNA sequencing from RNA extracted from B16F10 Iuc2 cells after mechanical stress experiments. RNA extraction for this analysis was performed using Quiagen's RNeasy Mini Kit, following the manufacturer's instructions. Briefly, after collecting the samples with Trizol®, chloroform is added and the resulting aqueous phase, where the RNA will be found, is introduced into one of the columns of the kit. After treating with DNase and after a series of washes and centrifugations with different buffers, the extracted RNA is collected in RNase-free water. After removal of the ribosomal RNA, the messenger RNA was fragmented for the synthesis of complementary double-stranded DNA using random primers. After binding the adapters to the ends of the chains obtained, they were sequenced in a lllumina kit, generating single-ended reads of 50 nucleotides in length. An average of 30,376,066 readings per sample was obtained. All samples passed the previously established quality control.
Las secuencias obtenidas fueron cuantificadas mediante pseudo-mapeo, utilizando como referencia el trasncriptoma de ratón en su versión mm9, mediante el software SALMON. La expresión diferencial de genes fue realizada mediante el módulo DESEQ2 para el entorno de desarrollo estadístico R. Brevemente, las lecturas para cada gen fueron modelizadas de acuerdo a una distribución binomial negativa y la expresión diferencial estimada. Los genes con un valor de p ajustado según el método de Benjamini-Hochberg por debajo de 0,05 se consideraron con expresión diferencial. Aquellos genes con un cambio en la expresión superior a 0,5 logaritmos, se introdujeron en el software Ingenuity Pathway Analysis (Quiagen Inc) para la identificación de las rutas celulares implicadas. The sequences obtained were quantified by pseudo-mapping, using the mouse transcriptome in its mm9 version as a reference, using the SALMON software. The differential expression of genes was performed using the DESEQ2 module for the statistical development environment R. Briefly, the readings for each gene were modeled according to a negative binomial distribution and the estimated differential expression. Genes with a p value adjusted according to the Benjamini-Hochberg method below 0.05 were considered to have differential expression. Those genes with a change in expression greater than 0.5 logarithms were entered in the Ingenuity Pathway Analysis software (Quiagen Inc) for the identification of the cellular pathways involved.
Tratamiento en cultivos celulares con alirocumab.Treatment in cell cultures with alirocumab.
Se sembraron placas de flexcell a una densidad de 200.000 células/pocillo en medio DMEM+10%FBS. Tras 4 horas de cultivo se cambia el medio y se le añade alirocumab (concentración final de 7,5pg/mL) o el respectivo control utilizando una IgG inespecífica (concentración final de 7,5pg/mL). El medio se refrescó cada 24 horas durante las siguientes 72 horas, tras lo cual las placas se aleatorizaron a condiciones estáticas o bien estiramiento equibiaxial durante 24 horas, deformación del 15%, frecuencia de 15 ciclos/minuto y un ratio 1:1 estrés:relajación.Flexcell plates were seeded at a density of 200,000 cells / well in DMEM medium + 10% FBS. After 4 hours of culture, the medium is changed and alirocumab (final concentration of 7.5pg / mL) or the respective control is added using a nonspecific IgG (final concentration of 7.5pg / mL). The medium was refreshed every 24 hours for the next 72 hours, after which the plates were randomized to static conditions or equibiaxial stretching for 24 hours, deformation of 15%, frequency of 15 cycles / minute and a 1: 1 stress ratio: relaxation.
Análisis estadístico.Statistic analysis.
Los resultados se presentan como media y error estándar. Las comparaciones entre grupos se realizaron mediante un análisis de la varianza, incluyendo grupo y tratamiento como factores. Los valores de p se ajustaron para comparaciones múltiples utilizando la técnica HSD de Tukey. Las proporciones se compararon mediante la prueba exacta de Fisher. Se consideró significativo un valor dep< 0,05.The results are presented as mean and standard error. Comparisons between groups were made using an analysis of variance, including group and treatment as factors. P-values were adjusted for multiple comparisons using Tukey's HSD technique. The proportions were compared using Fisher's exact test. A p-value <0.05 was considered significant.
II - RESULTADOSII - RESULTS
El estrés mecánico aumenta la invasividad de células tumorales.Mechanical stress increases the invasiveness of tumor cells.
Se realizó en primer lugar un experimento utilizando la línea de melanoma murino B16F10luc2. Estas células fueron sembradas y sometidas a una deformación equibiaxial del 15% durante 24 horas. Como grupo control se utilizaron las mismas células, cultivadas en condiciones estáticas. Tras ese tiempo, 5x104 células se sembraron en cámaras para el estudio de la migración celular a través de matrigel. A las 24 horas se retiraron las cámaras y se midió el área del pocilio cubierta por células que han migrado. El área fue significativamente mayor en el grupo de células cultivadas en condiciones de estrés mecánico independientemente del medio de cultivo utilizado (medio de cultivo condicionado procedente del cultivo de células sometidas a estiramiento o medio de cultivo convencional), tal y como se muestra en la Figura 1A. El experimento se repitió utilizando células de adenocarcinoma de pulmón de la línea A549, obteniéndose un resultado similar (Figura 1B). An experiment was first performed using the murine melanoma line B16F10luc2. These cells were seeded and subjected to an equibiaxial deformation of 15% for 24 hours. The same cells were used as a control group, grown under static conditions. After that time, 5x104 cells were seeded in chambers for the study of cell migration through matrigel. At 24 hours the chambers were removed and the area of the well covered by migrating cells was measured. The area was significantly higher in the group of cells cultured under mechanical stress conditions regardless of the culture medium used (conditioned culture medium from the culture of cells subjected to stretching or conventional culture medium), as shown in Figure 1A. The experiment was repeated using lung adenocarcinoma cells of the A549 line, obtaining a similar result (Figure 1B).
Para confirmar la relevancia de este resultado, se realizó un estudio in vivo. Se inyectaron células de melanoma B16F10luc2 en la vena yugular de ratones macho de la línea C57BI/6. La línea celular inyectada contiene en su genoma una construcción estable de luciferasa bajo un promotor constitutivo. Dos semanas después de la inyección se confirmó la presencia de tumores pulmonares mediante luminiscencia in vivo tras la inyección de luciferina. Los animales fueron entonces aleatorizados a recibir ventilación mecánica o mantenidos en respiración espontanea. Pasado este tiempo, los ratones fueron devueltos a sus jaulas y observados durante dos semanas más. Pasado ese tiempo, fueron sacrificados y se obtuvieron muestras de tejido cerebral, renal, hepático y esplénico. La expresión de luciferasa en estos tejidos se estudió mediante PCR cuantitativa, considerando un resultado positivo como indicativo de la presencia de metástasis. Los animales sometidos a ventilación mecánica mostraron una mayor proporción de metástasis cerebrales, renales y hepáticas que aquellos que se mantuvieron en respiración espontánea (Figura 2). To confirm the relevance of this result, an in vivo study was performed . I know injected B16F10luc2 melanoma cells into the jugular vein of male mice of the C57BI / 6 line. The injected cell line contains in its genome a stable luciferase construct under a constitutive promoter. Two weeks after injection, the presence of lung tumors was confirmed by in vivo luminescence after injection of luciferin. The animals were then randomized to receive mechanical ventilation or kept spontaneously breathing. After this time, the mice were returned to their cages and observed for two more weeks. After that time, they were sacrificed and samples of brain, kidney, liver and spleen tissue were obtained. Luciferase expression in these tissues was studied by quantitative PCR, considering a positive result as indicative of the presence of metastasis. Animals subjected to mechanical ventilation showed a higher proportion of brain, kidney and liver metastases than those that were maintained in spontaneous respiration (Figure 2).
Estos resultados demuestran que el estrés mecánico aumenta la invasividad de las células tumorales, tanto in vivo como in vitro. These results demonstrate that mechanical stress increases the invasiveness of tumor cells, both in vivo and in vitro.
El estrés mecánico aumenta la expresión de PCSK9.Mechanical stress increases the expression of PCSK9.
Para identificar los mecanismos responsables del aumento de la invasividad, se extrajo ARN de las células de melanoma B16F10luc2 sometidas a estrés mecánico o cultivadas en condiciones estáticas. El ARN fue purificado y secuenciado, y la expresión génica cuantificada. Se observaron diferencias en la expresión de 5107 genes. Los procesos biológicos en los que dichos genes están implicados se identificaron mediante la herramienta Ingenuity Pathway Analysis. Los procesos más significativos se muestran en la Figura 3A. Como puede observarse, varios procesos implicados en la síntesis y metabolismo del colesterol alcanzaron la mayor significación estadística. Dado que PCSK9 juega un papel central en el procesamiento del colesterol, se confirmaron las diferencias en su expresión mediante PCR cuantitativa. En línea con el resultado de la secuenciación de ARN, la expresión de PCSK9 aumentó con el estrés mecánico (Figura 3B). To identify the mechanisms responsible for the increased invasiveness, RNA was extracted from B16F10luc2 melanoma cells subjected to mechanical stress or cultured under static conditions. RNA was purified and sequenced, and gene expression quantified. Differences were observed in the expression of 5107 genes. The biological processes in which these genes are involved were identified using the Ingenuity Pathway Analysis tool. The most significant processes are shown in Figure 3A. As can be seen, several processes involved in the synthesis and metabolism of cholesterol reached the highest statistical significance. Since PCSK9 plays a central role in cholesterol processing, differences in its expression were confirmed by quantitative PCR. In line with the result of RNA sequencing, the expression of PCSK9 increased with mechanical stress (Figure 3B).
La inhibición de PCSK9 evita el aumento de la invasividad mediado por estrés mecánico.Inhibition of PCSK9 prevents increase in invasiveness mediated by mechanical stress.
Para confirmar el papel de PCSK9 en el aumento de la invasividad inducido por estrés mecánico, se cultivaron células B16F10luc2 y A549 en condiciones de estiramiento equibiaxial en presencia de un anticuerpo monoclonal contra PCSK9, el alirocumab (PRALUENT, Sanofi-Aventis) o de una IgG humana inespecífica, durante 24 horas. Pasado ese tiempo, las células fueron transferidas a cámaras de migración con Matrigel. La migración pasadas 24 horas se cuantificó mediante el área cubierta por células migradas. El tratamiento con alirocumab evitó el aumento en la invasividad causado por el estiramiento, tal y como se muestra en la Figura 4, tanto en las células murinas B16F10luc2 (Figura 4A) como en las células humanas A549 (Figura 4B). To confirm the role of PCSK9 in stress-induced increased invasiveness Mechanically, B16F10luc2 and A549 cells were cultured under equibiaxial stretching conditions in the presence of a monoclonal antibody against PCSK9, alirocumab (PRALUENT, Sanofi-Aventis) or a nonspecific human IgG, for 24 hours. After that time, the cells were transferred to migration chambers with Matrigel. Migration after 24 hours was quantified by the area covered by migrated cells. Alirocumab treatment prevented the increase in invasiveness caused by stretching, as shown in Figure 4, in both murine B16F10luc2 cells (Figure 4A) and human A549 cells (Figure 4B).
III - CONCLUSIÓNIII - CONCLUSION
Los resultados mostrados en el presente documento demuestran que el estrés mecánico, tanto en un modelo in vitro como in vivo en animales sometidos a ventilación mecánica, produce un aumento de la invasividad de células tumorales. Este cambio en la invasividad está mediado por un aumento de la expresión de la proteín-convertasa PCSK9. La inhibición de este enzima mediante el anticuerpo monoclonal alirocumab bloquea completamente el incremento en la invasividad causado por el estrés mecánico. Por lo tanto, el tratamiento con un inhibidor de PCSK9 en pacientes que padecen cáncer de pulmón y que están sometidos, o que se van a someter a ventilación mecánica, disminuye el riesgo de metástasis en dichos sujetos. The results shown in the present document demonstrate that mechanical stress, both in an in vitro model and in vivo in animals subjected to mechanical ventilation, produces an increase in the invasiveness of tumor cells. This change in invasiveness is mediated by increased expression of the protein-convertase PCSK9. Inhibition of this enzyme by the monoclonal antibody alirocumab completely blocks the increase in invasiveness caused by mechanical stress. Therefore, treatment with a PCSK9 inhibitor in patients suffering from lung cancer who are undergoing, or who are to undergo mechanical ventilation, decreases the risk of metastasis in such subjects.
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