MX2008014713A - Inhibidores de fosfodiesterasa 4 para rehabilitacion cognitiva y motora. - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona métodos para mejorar las deficiencias cognitivas y motoras asociadas con trastornos o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal. Los métodos comprende la administración general de inhibidores de fosfodiesterasa 4 y opcionalmente entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño.

Description

INHIBIDORES DE FOSFODIESTERASA 4 PARA REHABILITACION COGNITIVA Y MOTORA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un estimado de 4 hasta 5 millones de estadounidenses (alrededor de 2% de todas las edades y 15% de aquellos mayores de 65 años) tienen alguna forma y grado de insuficiencia cognitiva. La insuficiencia cognitiva (disfunción o pérdida de funciones cognitivas, el proceso por el cual se adquiere, mantiene y usa el conocimiento) se presenta comúnmente asociado con trastornos o condiciones del sistema nervioso central (SNC) , incluyendo alteración de la memoria asociada con la edad, delirio (algunas veces llamado estado de confusión aguda) , demencia (algunas veces clasificada como del tipo Alzheimer o no Alzheimer) , enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, enfermedad de Huntington (corea) , retraso mental, enfermedad cerebrovascular (por ejemplo, apoplejía, isquemia), trastornos afectivos (por ejemplo, depresión), trastornos sicóticos (por ejemplo, esquizofrenia, autismo (Síndrome de Kanner) ) , trastornos neuróticos (por ejemplo, ansiedad, trastorno obsesivo-compulsivo) , trastorno de deficiencia de atención (TDA) , hematoma subdural, hidrocefalia de presión normal, tumor cerebral, trauma de cabeza o cerebral.

La disfunción cognitiva se manifiesta típicamente por una o más deficiencias cognitivas, que incluyen alteración de memoria (capacidad alterada para aprender nueva información o para traer la información previamente aprendida), afasia (trastornos del lenguaje/habla), apraxia (capacidad afectada para llevar a cabo actividades motoras a pesar de una función motora intacta) , agnosia (insuficiencia para reconocer o identificar objetos a pesar de una función sensorial intacta) , trastorno en el funcionamiento ejecutivo (esto es, planear, organizar, procesar, resumir) . La disfunción cognitiva provoca una alteración importante de la funcionalidad social y/u ocupacional, que puede interferir con la capacidad de un individuo para realizar actividades de la vida diaria e impacta mayormente la autonomía y calidad de vida del individuo. Los protocolos de entrenamiento cognitivo se emplean generalmente para rehabilitar individuos quienes tienen alguna forma y grado de disfunción cognitiva. Por ejemplo, los protocolos de entrenamiento cognitivo se emplean comúnmente en rehabilitación de apoplejía y en rehabilitación de pérdida de memoria relacionada con la edad. Debido a que se requieren frecuentemente múltiples sesiones de entrenamiento antes de que se obtenga una mejora o aumento de un aspecto específico del desempeño cognitivo (capacidad o función) en los individuos, los protocolos de entrenamiento cognitivo frecuentemente son muy costosos y consumen tiempo. La lesión cerebral humana frecuentemente resulta en alteraciones motoras y cognitivas. Aunque los avances en la medicina de cuidado critico y manejo de pacientes ha llevado a mejoras en el resultado del paciente después de lesión cerebral traumática (TBI, por sus siglas en inglés), actualmente no hay un tratamiento conocido para prevenir la muerte celular neuronal y la disfunción que sigue a la TBI. No obstante que se han probado tratamiento múltiples neuroprotectores en modelos pre-clinicos de TBI, la mayoría han fracasado en mostrar eficacia en humanos. Una vez que el paciente se estabiliza después de la TBI, el estándar del cuidado dictamina una rehabilitación motora o cognitiva extensiva. Durante esta rehabilitación el paciente frecuentemente recupera las habilidades pérdidas, lo que resulta finalmente en un resultado funcional mejorado. Sería benéfico si pudieran desarrollarse los tratamientos farmacéuticos para potenciar la rehabilitación motora o cognitiva después de TBI, y de esta manera mejorar el resultado funcional. En la rata, la lesión cerebral de percusión de fluido lateral (LFP, por sus siglas en inglés) bien caracterizada resulta en muerte apoptótica y necrótica extensiva en el hipocampo, tálamo, y corteza (incluyendo corteza motora) . Esta muerte neuronal lleva a disfunción y alteraciones neuronales en múltiples sistemas cerebrales. Los estudios han documentado deficiencias en la función motora y cognitiva (Hamm, RJ. et al., Behav. Brain Res., 59(1-2): 169-173 (1993); Gong et al., Brain Res., 700 ( 1-2 ): 299-302 (1995); Hamm, R.J, . J Neurotrauma . , 18(11): 1207-16 (2001); Floyd et al., J Neurotrauma., 19 (3) : 303-16 (2002); Hallam et al., J Neurotrauma, 21(5):521-39 (2004)) que siguen a una lesión cerebral por LFP. La rehabilitación extensiva puede resultar en mejora en el resultado de neurocomportamiento después de varias lesiones cerebrales experimentales. Las teorías actuales mantienen que durante la rehabilitación, las neuronas dentro del tejido cerebral dañado y que rodean el área dañada se vuelven a entrenar para asumir algo de la función pérdida. Este "reentrenamiento" es una forma de aprendizaje y se presenta a través de la inducción de plasticidad neuronal. Numerosos estudios han mostrado que el AMP cíclico (cAMP) y la proteína enlazada al elemento que responde a cAMP del factor de transcripción cadena abajo (CREB, por sus siglas en inglés) son reguladores claves en la inducción de memoria de largo plazo y plasticidad neuronal (Yin, J. C. et al., Cell, 79(l):49-58 (1994); Bourtchuladze, R. et al., Cell, 79(1): 59-68 (1994); Impey, S. et al., Nat. Neurosci., 1.(7 ): 595-601 (1998)). Las intervenciones genéticas o farmacológicas que alteran la señalización cAMP/CREB alteran la formación de memoria de largo plazo y la plasticidad sináptica. A la inversa, las intervenciones genéticas o farmacológicas que potencian la señalización cAMP/CREB facilitan la formación de memoria de largo plazo y la plasticidad sináptica.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteina enlazada al elemento que responde al AMP cíclico (CREB) los cuales pueden ya sea (1) rehabilitar varias formas de disfunción cognitiva más eficientemente que cualquier método actual, (2) potenciar el desempeño (capacidad o función) cognitivo normal, (3) rehabilitar varias formas de disfunción motora más eficientemente que cualquier método actual, o (4) potenciar el desempeño motor normal (capacidad o función) . La administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteína enlazada al elemento que responde al AMP cíclico (CREB) puede aplicarse para cualquier aspecto de la función cerebral que muestre un desempeño duradero ganado después del entrenamiento motor o cognitivo. En consecuencia, la administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteína enlazada al elemento que responde al AMP cíclico (CREB) puede usarse para rehabilitar un animal con alguna forma y grado de disfunción motora o cognitiva o para potenciar (mejorar) el desempeño motor o cognitivo normal en un animal. La administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteína enlazada al elemento que responde al AMP cíclico (CREB) también puede usarse para afinación precisa de las conexiones sinápticas de células madre transplantadas , recientemente adquiridas que se diferencian en neuronas. Como se describe en la presente, la administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteína enlazada al elemento que responde al AMP cíclico (CREB) puede darse sola o en un entorno de Entrenamiento Cognitivo Aumentado (ECA) . El ECA comprende dos partes: (1) un protocolo de entrenamiento específico para cada función cerebral (cognitiva o motora) y (2) la administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteína enlazada al elemento que responde al AMP cíclico (CREB) . Esta combinación puede aumentar el entrenamiento cognitivo al reducir la duración de, y/o numero de, sesiones de entrenamiento requeridas para proporcionar un aumento en el desempeño con relación a la que se obtiene con entrenamiento cognitivo solo o al requerir intervalos más cortos o sin descanso entre las sesiones de entrenamiento para proporcionar una ganancia en el desempeño. Esta combinación también aumenta el entrenamiento cognitivo al reducir la duración y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas para la inducción en circuitos neuronales específicos de un patrón de actividad neuronal o al reducir la duración y/o número de sesiones de entrenamiento o el patrón fundamental de actividad neuronal requerido para inducir un cambio en la función/estructura de largo plazo dependiente de CREB (esto es, larga duración) entre las conexiones sinápticas dél circuito neuronal. De esta manera, la administración de fármacos que potencian la trayectoria de la proteína enlazada al elemento que responde al A P cíclico (CREB) puede mejorar la eficiencia de los protocolos de entrenamiento cognitivo existentes, por ello proporcionando un beneficio económico significante . Como resultado de la presente invención, se proporcionan en la presente métodos para potenciar un aspecto específico del desempeño cognitivo en un animal (particularmente un humano u otro mamífero o vertebrado) que necesitan de los mismos que comprenden (a) administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y, opcionalmente, (b) entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva de interés por el animal. "Agentes aumentadores" también se refiere en la presente como "fármacos que potencian la trayectoria CREB". Se proporcionan en la presente métodos para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal, que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. También se proporcionan en la presente métodos para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal, que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y detectar la mejora sostenida. En una modalidad el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular por el animal. Los trastornos y condiciones del SNC incluyen alteración de la memoria asociada con la edad, enfermedades neurodegenerativas (por ejemplo, enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, enfermedad de Huntington (corea), otras demencias seniles), enfermedades siquiátricas (por ejemplo, depresión, esquizofrenia, autismo, trastorno de deficiencia de atención) , pérdida de función dependiente de trauma (por ejemplo, enfermedades cerebrovasculares (por ejemplo, apoplejía, isquemia), tumor cerebral, lesión de cabeza o cerebro) , defectos genéticos (por ejemplo, síndrome de Rubinstein-Taybi, síndrome de Down, síndrome de Angelman, neurofibromatosis , síndrome de Coffin-Lowry, síndrome de Rett, distrofia miotónica, síndrome X frágil (por ejemplo, X-l frágil, X-2 frágil) , síndrome de William) y discapacidades de aprendizaje. Se contempla que el tratamiento con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB resulta en mejora sostenida, mantenida o permanente en el desempeño de la tarea cognitiva por el animal después de que la administración del agente aumentador se detiene o descontinúa . Se proporcionan métodos en la presente para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con retraso mental en un animal que necesite del tratamiento, que comprenden tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB (por ejemplo, un inhibidor de fosfodiesterasa 4) en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. Se proporcionan también en la presente métodos para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con retraso mental en un animal que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB (por ejemplo, un inhibidor de fosfodiesterasa 4) y detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya deficiencia está asociada con retraso mental. El retraso mental impacta el procesamiento cognitivo y funciones cognitivas, incluyendo aprendizaje y adquisición de memoria. El retraso mental puede causarse por factores cromosomales o genéticos, infecciones congénitas, teratógenos (fármacos y otros químicos), desnutrición, radiación o condiciones desconocidas que afectan el implante y embriogénesis . Los síndromes de retraso mental incluyen síndrome de Rubinstein-Taybi, síndrome de Down, síndrome de Angelman, neurofibromatosis , síndrome de Coffin-Lowry, síndrome de Rett, distrofia miotónica, síndrome X frágil (por ejemplo, X-l frágil, X-2 frágil) y síndrome de William (Weeber, E. J. et al, Neuron, 33:845-848 (2002) ) . Se proporcionan métodos en la presente para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del SNC en un animal que experimenta manipulación de células madre neuronales o células madre gliales, que comprenden tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. También se proporcionan en la presente métodos para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del SNC en un animal que experimenta manipulación de células madre neuronales que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y, detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para estimular o inducir la actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal en el animal. Por "manipulación de células madre neuronales" significa que (1) las células madre neuronales exógenas se transplantan en el cerebro o espina dorsal de un animal (2) las células madre neuronales endógenas se estimulan o inducen para proliferar en el animal o (3) las células madre que soportan función celular neuronal. Se proporcionan métodos en la presente para mejorar la estimulación de la actividad o un patrón de actividad neuronal, tal como aquel que subyace en circuitos neuronales específicos, en un animal, que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. También se proporcionan en la presente métodos para proporcionar mejora sostenida en la estimulación de actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal, tal como aquel que subyace en circuitos neuronales específicos, en un animal, que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y, detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para estimular o inducir la actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal en el animal. En una modalidad, la invención se refiere a un método para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con alteración de la memoria asociada con la edad en un animal que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con alteración de la memoria asociada con la edad en un animal, que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y, detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora sostenida en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya pérdida se asocia con alteración de la memoria asociada con la edad. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con una enfermedad neurodegenerativa (por ejemplo, enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, enfermedad de Huntington, otras demencias seniles) en un animal, que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con una enfermedad neurodegenerativa (por ejemplo, enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, enfermedad de Huntington, otras demencias seniles) en un animal que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora sostenida en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya deficiencia está asociada con la enfermedad neurodegenerativa. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con una enfermedad psiquiátrica (por ejemplo, depresión, esquizofrenia, autismo, trastorno de deficiencia de atención) en un animal, que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para proporcionar una mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con una enfermedad psiquiátrica (por ejemplo, depresión, esquizofrenia, autismo, trastorno de deficiencia de atención) en un animal, que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya deficiencia está asociada con la enfermedad psiquiátrica. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con pérdida de función cognitiva dependiente de trauma (por ejemplo, enfermedades cerebrovasculares (por ejemplo, apoplejía, isquemia) , tumor cerebral, lesión de cabeza o cerebro) en un animal que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociado con pérdida de función cognitiva dependiente de trauma (por ejemplo, enfermedades cerebrovasculares (por ejemplo, apoplejía, isquemia), tumor cerebral, lesión de cabeza o cerebro) en un animal que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora sostenida en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya deficiencia está asociada con pérdida de función cognitiva dependiente de trauma. En otra modalidad, la invención se refiere a un método para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con un defecto genético (por ejemplo, síndrome de Rubinstein-Taybi, síndrome de Down, síndrome de Angelman, neurofibromatosis , síndrome de Coffin-Lowry, síndrome de Rett, distrofia miotónica, síndrome X frágil (por ejemplo, X-l frágil, X-2 frágil) y síndrome de William) en un animal que comprende tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento cognitivo formal. También se proporcionan en la presente métodos para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con un defecto genético en un animal que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya deficiencia está asociada con un defecto genético. Se proporcionan métodos en la presente para mejorar una deficiencia motora asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal, que comprenden tratar al animal con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB en ausencia de entrenamiento motor formal. También se proporcionan en la presente métodos para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia motora asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal que necesite del tratamiento, que comprende administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y detectar la mejora sostenida. En una modalidad, el método comprende además entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea motora particular por el animal. Los trastornos y condiciones del SNC incluyen alteración de la memoria asociada con la edad, enfermedades neurodegenerativas (por ejemplo, enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica (ALS, por sus siglas en inglés, o enfermedad de Lou Gehrig) , enfermedad de neurona motora, enfermedad de Huntington (corea), otras demencias seniles), enfermedades siquiátricas (por ejemplo, depresión, esquizofrenia, autismo, trastorno de deficiencia de atención) , pérdida de función dependiente de trauma (por ejemplo, enfermedades cerebrovasculares (por ejemplo, apoplejía, isquemia), tumor cerebral, lesión de cabeza, cerebro o espinal), defectos genéticos (por ejemplo, síndrome de Rubinstein-Taybi , síndrome de Down, síndrome de Angelman, neurofibromatosis , síndrome de Coffin-Lowry, síndrome de Rett, distrofia miotónica, síndrome X frágil (por ejemplo, X-l frágil, X-2 frágil) , síndrome de William) y discapacidades de aprendizaje. Se contempla que el tratamiento con un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB resulte en mejora mantenida o permanente en el desempeño de la tarea motora por el animal después de que la administración del agente aumentador se detiene o descontinúa . Se contempla que en las diversas modalidades, el agente aumentador comprende un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) . Los ejemplos de los inhibidores PDE4 incluyen rolipram y compuestos de la siguiente fórmula: en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa "ciclopentilo" . Se entiende que la fórmula anterior abarca tanto enantiómeros como mezclas de los mismos. Los compuestos pueden prepararse usando la metodología proporcionada en la Patente de E.U.A No. 6,458,829, las enseñanzas de la cual se incorporan en la presente para referencia. En una modalidad particular, los carbonos 3 y 5 de esta fórmula anterior están en la configuración S (HT- 0712) : en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa "ciclopentilo". Otros ejemplos de inhibidores PDE4 pueden encontrarse en la Publicación de E.U.A. No. 2002/0028842 Al (publicada el 7 de Marzo de 2002); Patente de E.U.A No. 6, 458, 829B1; Patente de E.U.A No. 6, 525, 055B1; Patente de E.U.A No. 5,552,438; Patente de E.U.A No. 6,436,965; y Patente de E.U.A No. 6,204,275. Todavía otros inhibidores PDE4 se conocen y están fácilmente disponibles en la técnica .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La FIG. 1 es un curso de tiempo de ensayos (OR) de reconocimiento de objetos. El ensayo consiste de una sesión de entrenamiento sencilla seguido por una sesión de prueba 24 horas más tarde (excepto el intervalo de 4 hr para el ensayo STM) . Antes de la que las ratas se lesionaran hubieron 5 ensayos para evaluar los registros de memoria previos a la lesión. A continuación recibieron TBI, se recuperaron durante 7 días, y la rehabilitación OR comenzó como sigue: ensayo 6 de linea base posterior a la lesión (BS1), ensayo 7 de entrenamiento con fármaco (TD1), ensayo 8, prueba (STM) de memoria a corto plazo de intervalo de 4 hr entre el entrenamiento y la prueba sin fármaco, ensayo 9 establecer segunda línea base (BS2), ensayos 10-14 rehabilitación cognitiva asistida por fármaco (fármaco dado antes de cada sesión de entrenamiento) , ensayo 15 primera evaluación de memoria posterior a la rehabilitación (Assl) sin fármaco en el tiempo de entrenamiento, 1 semana de reposo, ensayo 16 segunda evaluación de memoria posterior a la rehabilitación (Ass2) , 5 semanas de reposo, ensayo 17 tercera evaluación de memoria posterior a la rehabilitación (Ass3) , 1 semana de reposo, siguiendo entrenamiento de procedimiento de huella, 1 semana de reposo, prueba de procedimiento de huella. La FIG. 2 muestra la rehabilitación del aparato locomotor en la etapa escalonada. Antes de la lesión, las ratas se entrenaron para realizar criterios en tarea de la etapa escalonada (A-D, Día 0) . A todas las ratas se les dio lesión cerebral y se permitieron recuperar durante 7 días. Se pusieron a prueba para el número medio de errores (fallas en la pata) (FIG.2A y B) y, latencia (FIG.2C y D) en la tarea de etapa escalonada (Día 1, linea base) . Todos los grupos tienen aumento importante en el número de fallas en la pata (p <0.001). Las ratas a las que se les da diariamente rehabilitación y tratamiento con los inhibidores PDE4 rolipram (n = 11) y HT-0712 (n = 13) tuvieron menos fallas en la pata (FIG.2A) y latencias más cortas (FIG.C) luego a las ratas se les da rehabilitación y tratamiento con vehículo (n = 11) . Las ratas que fueron administradas con el inhibidor PDE4 HT-0712 sin rehabilitación de etapa escalonada tenían menos fallas en la pata (FIG.2B) y latencias más cortas (FIG.2D) que los animales tratados con vehículo sin rehabilitación. (*=p<0.05) La FIG. 3 muestra el desempeño de reconocimiento de objeto (media DI ± S.E.M.). La retención de memoria de un día en reconocimiento de objetos es dependiente de la formación de memoria a largo plazo. Las ratas se entrenaron 5 ensayos antes de la lesión. Cada ensayo consiste de una sesión de entrenamiento de 7.5 min a un par de objetos idénticos y una sesión de prueba 24 h posteriores para evaluar la retención de memoria a largo plazo. La retención de memoria se cuantificó como un índice de discriminación (ver Métodos). Previo a la lesión, las ratas se discriminaron entre objetos previamente explorados (viejos) y nuevos. Todos los ensayos previos a la lesión se promediaron para obtener un índice de discriminación previo a la lesión sencillo (FIG. 3A) . No hubo diferencias significativas en desempeño de memoria entre grupos que más tarde recibían tratamiento con fármaco o vehículo (FIG. 3A) . Después de una lesión cerebral y 7 días de recuperación, ambos grupos tenían deficiencia de memoria a largo plazo para el reconocimiento de objetos (FIG. 3B) . No hubo diferencias significativas entre grupos para reconocimiento de objetos. Así, la lesión cerebral perturbó 24 hr normales de memoria para el reconocimiento de objetos para todos los grupos antes del tratamiento (FIG. 3B) . Para el siguiente ensayo a las ratas se les da ya sea 0.15 mg/kg de HT-0712 o vehículo (i.p.) 20 minutos antes del entrenamiento. El grupo HT-0712 mostró una preferencia para un objeto novedoso y tiene un índice de discriminación significativamente mayor (p<0.01) que el grupo con vehículo (FIG. 3C) . Con objeto de determinar si la lesión del cerebro resulta en deficiencias de memoria a corto plazo, en el siguiente ensayo las ratas se entrenaron sin tratamiento de fármaco, pero se probaron después de un intervalo de 4 hr, en lugar del intervalo de 24 hr estándar. Ambos grupos mostraron una preferencia para un objeto novedoso y no hubieron diferencias significativas entre grupos. Por lo tanto, podemos concluir que la lesión cerebral LFP causa deficiencia de memoria para el reconocimiento de objetos en 24 horas pero no en 4 hr. (* = p <0.05) La FIG. 3E muestra el desempeño de reconocimiento de objeto en ratas antes de la lesión. La retención de memoria de un día en reconocimiento de objetos es dependiente de la formación de memoria a largo plazo. Las ratas se entrenaron durante 7.5 min a un par de objetos idénticos y luego se probaron 24 h más tarde por retención de memoria. La retención de memoria se cuantificó como un índice de discriminación. Este repetido entrenamiento y prueba por retención de memoria 24 horas más tarde se repitió durante 5 ensayos antes de la lesión. Durante este entrenamiento previo a la lesión, las ratas no se asignaron todavía a un grupo de tratamiento y no recibieron tratamiento PDE4. Antes de la lesión los grupos de comparación de la prueba t de Student no revelaron diferencias significativas en el desempeño de reconocimiento de objetos en cualquiera de los días de entrenamiento (Ensayo 1, p = 0.591; Ensayo 2, p = 0.177; Ensayo 3, p = 0.91 1; Ensayo 4, p = 0.755; Ensayo 5, p = 0.780) . La FIG. 4 muestra el desempeño en rehabilitación cognitiva asistida por fármaco (media DI ± SEM) . En el primer día de repetición de rehabilitación cognitiva, las ratas se probaron por segunda vez sin inyección de fármaco o vehículo (FIG. 4A, ensayo 0) . No hubo diferencias significativas entre grupos de vehículo y HT-0712 en esta segunda evaluación de línea base. Las ratas diariamente comenzaron luego la rehabilitación cognitiva asistida por fármaco con HT-0712 o vehículo por 5 ensayos (FIG. 4A, ensayo 1-5). En el ensayo 1 de rehabilitación (p=0.001), ensayo 2 (p=0.001), ensayo 3 (p=0.007), y ensayo 5 (p=0.001) el grupo con HT-0712 se desempeña significativamente mejor que el grupo con vehículo. Para evaluar si la rehabilitación asistida por fármaco mejora el desempeño de memoria sin fármaco, las ratas se entrenaron/probaron sin tratamiento de fármaco. El grupo que recibe rehabilitación cognitiva asistida por HT-0712 se desempeña significativamente mejor que el grupo con vehículo (FIG. 4B) . Con objeto de determinar si esta mejora de la deficiencia de memoria a largo plazo fue debido a un efecto subagudo de la administración repetida de HT-0712, las ratas reposaron durante 1 semana antes de probarse nuevamente por la función de memoria a largo plazo sin fármaco (FIG. 4C) . Nuevamente el efecto de rehabilitación cognitiva asistida por PDE4 persistió. El grupo HT-0712 se desempeña significativamente mejor que el grupo tratado con vehículo. (* = p<0.05) La FIG. 5 muestra efectos de larga duración de rehabilitación cognitiva: Para determinar si la mejora en la función de la memoria después de la rehabilitación cognitiva asistida por PDE4 fue de larga duración, las ratas se probaron para el desempeño de reconocimiento de objeto 8 semanas después del final de la rehabilitación (FIG. 5A) . El grupo de rehabilitación asistido por PDE4 se desempeña significativamente mejor que el grupo tratado con vehículo. Las ratas se probaron luego durante 1 semana en la retención de memoria para condicionamiento el miedo por huella. Nuevamente el grupo de rehabilitación cognitiva asistido por PDE4 se desempeña significativamente mejor que el grupo tratado con vehículo. (FIG. 5B) . (*= p<0.05) La mejora de la función de memoria traducida a otra tarea de mempria dependiente del hipocampo. La FIG. 5C muestra desempeño de memoria para condicionamiento el miedo por huella en animales con rehabilitación motora. Para determinar si la mejora en desempeño motor (memoria motora) en grupos de rehabilitación de fármaco asistido por PDE4 fue especifica al desempeño motor, o si se traduce a una mejora de desempeño cognitivo por memoria de miedo por huella., las ratas se entrenaron para memoria de miedo por huella 1 semana después del final de la rehabilitación motora. Las ratas se probaron para memoria de miedo por huella una semana después del entrenamiento. No hubo diferencias significativas entre ninguno de los grupos PDE /rehabilitación/sin rehabilitación .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION Para muchas tareas en muchas especies, incluyendo humana, los protocolos de entrenamiento espaciado (sesiones de entrenamiento múltiple con un intervalo de reposo entre cada uno) producen una memoria más fuerte, más duradera que los protocolos de entrenamiento masivos (sesiones de entrenamiento múltiple sin reposo entre el intervalo) . Los estudios de comportamiento genético de aprendizaje olfativo pavloviano en Drosofila han establecido que el entrenamiento masivo produce una memoria de larga duración que sin embargo decae constantemente en al menos cuatro días, no es dependiente de síntesis de proteína, no se altera por sobreexpresión de un transgen represor de CREB, y se altera en mutantes de rábano (Tully, T. et al., Cell, 79(1): 35-47 (1994); y Yin, J. C. et al., Cell, 79(1): 49- 58 (1994)). En contraste, los procedimientos de entrenamiento espaciado de una memoria de larga duración que persiste durante al menos siete días, es dependiente de síntesis de proteína, se altera por sobreexpresión de un transgen represor de CREB y es normal en mutantes de rábano (Tully, T. et al., Cell, 79(1): 35-47 (1994); y Yin, J. C. et al., Cell, 79(1): 49-58 (1994)). Un día después del entrenamiento espaciado, la retención de memoria se compone de ambas, la síntesis de proteína y memoria precoz independiente de CREB (ARM) y la síntesis de proteína y memoria de largo plazo dependiente de CREB (LTM) . El entrenamiento masivo adicional es insuficiente para inducir LTM (Tully, T. et al., Cell, 79 (1): 35-47 (1994); y Yin, J. C. et al., Cell, 79 (1): 49-58 (1994)). Un cuerpo creciente de evidencia extiende estos resultados de invertebrados a mamíferos. Por ejemplo, en Aplysia, las manipulaciones moleculares de expresión CREB, similar a aquellas en las moscas, suprimen o aumentan (i) LTM de una respuesta electrofisiológica facilitadora en una monosinapsis sensorio-mótora en cultivo celular y (ii) las conexiones sinápticas entre neuronas sensoriales y motoras que se producen normalmente después de aplicaciones espaciadas de los estímulos facilitadores (Bartsch, D. et al., Cell, 83(6): 979-992 (1995)). En ratas, las inyecciones de oligonucleótidos de ARN antisentido en el hipocampo o amígdalas bloquean la formación de LTM de dos diferentes tareas que son dependientes de la actividad en estas regiones anatómicas, respectivamente (Guzowski, J. F. et al.; Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 94(6): 2693-2698 (1997); y Lamprecht, R. et al., J. Neurosci., 17(21): 8443-8450 (1997)). En ratones, la formación de LTM para tareas tanto implícitas como explícitas es defectuosa en ratones imitantes ' CREB (Bourtchuladze, R. et al., Cell, 79(1): 59-68 (1994) ) . El entrenamiento de ratones transgénicos , que lleva un gen reportero dependiente de CRE (beta-galactosidasa) , en tareas de acondicionamiento de miedo contextual dependiente del hipocampo o evasión pasiva inducen la expresión de gen reportero dependiente de CRE en áreas CAI y CA3 del hipocampo. El entrenamiento de estos ratones en una tarea de acondicionamiento de miedo dependiente de amígdalas induce la expresión de gen reportero dependiente de CRE en la amígdala, pero no el hipocampo. Así, los protocolos de entrenamiento que inducen la formación de LTM también inducen la transcripción del gen dependiente de CRE en áreas anatómicas específicas del cerebro mamífero (Impey, S. et al., Nat. Neurosci., 1(7): 595-601 (1998)). Con estos modelos animales, tres destacados casos de mejora de LTM se han demostrado. Primero, la sobreexpresión de un transgen activador de CREB anula los requisitos para sesiones de entrenamiento múltiple, espaciado y, en su lugar, induce la formación de LTM después de solamente una sesión de entrenamiento (que normalmente produce poca o no produce retención de memoria 24 horas más tarde (Yin, J. C. et al., Cell, 81(1): 107-115 (1995)). Segundo, la inyección de un transgen activador CREB víricamente expresado en amígdalas de rata también es suficiente para potenciar la memoria después de entrenamiento masivo por la respuesta sorpresiva que potencia el miedo, que anula el requisito de un intervalo de reposo en entrenamiento espaciado (Josselyn, S. A. et al., Society for Neuroscience , Vol. 24, Abstract 365.10 (1998); and Josselyn, S. A. et al., J. Neurosci., 21: 2404-2412 (2001)). Tercero, la formación de LTM en ratones deficientes de CREB (Bourtchuladze, R, et al., Cell, 79 (1): 59-68 (1994)) puede formarse normalmente, si los ratones mutantes se someten a un protocolo de entrenamiento espaciado, diferente (Kogan, J. H. et al., Curr. Biol., 7(1): 1-11 (1997)). La CREB también parece implicarse en diversas formas de desarrollo y plasticidad celular en el cerebro de vertebrados. Por ejemplo, la actividad neuronal aumenta la actividad CREB en la corteza (Moore, A. N. et al., J. Biol. Chem., 271(24): 14214-14220 (1996)). El CREB también es mediador de la plasticidad de desarrollo en el hipocampo (Murphy, D. D. et al., Proc. Nati. Acad. Sci . USA, 94(4): 1482-1487 (1997)), en la corteza somatosensorial (Glazewski, S. et al., Cereb. Cortex, 9(3): 249-256 (1999)), en el cuerpo estriado (Liu, F. C. et al., Neuron, 17(6): 1133-1144 (1996)), y en la corteza visual (Pham, T. A. et al., Neuron, 22(1) : 63- 72 (1999)). La CREB parece ser afectada en la enfermedad neurodegenerativa humana y lesión cerebral. Por ejemplo, la activación y/o expresión de CREB se altera en la enfermedad de Alzheimer (Ikezu, T. et al., E BO J., 15(10): 2468-2475 (1996); Sato, N. et al., Biochem. Biophys. Res. Commun . , 232(3): 637-642 (1997); Yamamoto-Sasaki, M. et al., Brain. Res., 824(2): 300-303 (1999); Vitólo, O. V. et al., Proc. Nati. Acad. Sci . USA, 13217-13221 (2002)). La activación y/o expresión de CREB se eleva también después de convulsiones o isquemia (Blendy, J. A. et al., Brain Res., 681(1-2): 8-14 (1995); y Tanaka, K. et al., Neuroreport, 10 (11): 2245-2250 (1999)). El "Enriquecimiento ambiental" es neuroprotector , evitando la muerte celular al actuar a través de CREB (Young, D. et al., Nat. Med., 5(4):448-453 (1999)). La CREB funciona durante la sensibilidad y retiro de fármaco. Por ejemplo, CREB se afecta por etanol (Pandey, S. C. et al., Alcohol Clin. Exp. Res., 23(9): 1425-1434 (1999); Constantinescu, A. et al., J. Biol. Chem., 274(38): 26985-26991 (1999); Yang, X. et al., Alcohol Clin. Exp.

Res., 22(2): 382-390 (1998); Yang, X. et al., J. Neurochem., 70(1): 224-232 (1998); y Moore, M. S. et al., Ceil, 93(6): 997-1007 (1998)), por cocaína (Carlezon, W. A., Jr. et al., Science, 282 (5397) : 2272-2275 (1998)), por morfina (Widnell, K. L. et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 276 (1): 306-315 (1996)), por metanfetamina ( uratake, T. et al., Ann N.Y. Acad. Sci., 844: 21-26 (1998)) y por canabinoides (Calandra, B. et al., Eur. J. Pharmacol, 374(3): 445-455 (1999); y Herring, A. C. et al., Biochem. Pharmacol., 55(7): 1013-1023 (1998)). Una trayectoria de transducción de señal que puede estimular la trayectoria transcripcional CREB/CRE es el sistema regulador cAMP. Consistente con esto, los ratones que carecen de ambas enzimas ciclasa 1 (AC1) y AC8 adeniladas fallan en el aprendizaje (Wong S. T. et al., Neuron, 23(4): 787-798 (1999)). En estos ratones, la administración de forscolina al área CAI del hipocampo restaura el aprendizaje y la memoria de tareas dependientes del hipocampo. Adicionalmente, el tratamiento de ratas envejecidas con fármacos que elevan los niveles de cAMP (tal como rolipram y agonistas del receptor DI) mejora una pérdida dependiente de la edad de la memoria dependiente del hipocampo y potenciación celular a largo plazo (Barad, M. et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 95(25): 15020-15025 (1998)). Estos últimos datos sugieren que una señalización cAMP es deficiente en ratas envejecidas con problemas de aprendizaje (Bach, M . E. et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 96 (9) : 5280-5285 (1999)). La presente invención se refiere a una metodología novedosa, que puede (1) rehabilitar diversas formas de disfunción cognitiva o (2) mejorar el desempeño cognitivo normal. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria CREB actúa por medio de un mecanismo molecular general de plasticidad sináptica, que aparentemente convierte el efecto bioquímico de una experiencia recientemente adquirida en un cambio estructural de larga duración de la sinapsis. La administración de un fármaco que mejora la trayectoria CREB se puede aplicar para cualquier aspecto de función del cerebro que muestra una ganancia de desempeño duradero después de entrenamiento cognitivo. En consecuencia, la administración de un fármaco que potencia la trayectoria CREB se puede usar en la rehabilitación de un animal con cualquier forma de disfunción cognitiva o motora o en el aumento o mejora de cualquier aspecto de desempeño cognitivo normal o motor en un animal. Un cuerpo creciente de evidencia sugiere que las neuronas continúan proliferando en el cerebro adulto (Arsenijevic, Y. et al., Exp. Neurol., 170: 48-62 (2001); Vescovi, A. L. et al., Biomed. Pharmacother . , 55:201-205 (2001); Cameron, H. A. and McKay, R. D. , J. Comp. Neurol., 435:406-417 (2001); y Geuna, S. et al., Anat . Rec, 265: 132-141 (2001) ) y que tal proliferación es en respuesta a diversas experiencias (Nilsson, M. et al., J. Neurobiol., 39:569-578 (1999); Gould, E . et al., Trends Cogn . Sci., 3: 186-192 (1999); Fuchs, E. and Gould, E . , Eur. J. Neurosci., 12: 2211-2214 (2000); Gould, E. et al., Biol. Psychiatry, 48:715-720 (2000); y Gould, E. et al., Nat . Neurosci., 2:260-265 (1999)). Las estrategias experimentales ahora están en marcha para el transplante de células madre neuronales en el cerebro adulto por diversas indicaciones terapéuticas (Kurimoto, Y. et al., Neurosci. Lett., 306:57-60 (2001); Singh, G., Neuropathology, 21: 110-114 (2001); y Cameron, H. A. and McKay, R. D. , Nat. Neurosci., 2:894-897 (1999)) . Mucho ya se conoce alrededor de neurogénesis en etapas embriónicas de desarrollo (Saitoe, M. and Tully, T., "Making connections between synaptic and behavioral plasticity in Drosophila", In Toward a Theory of Neuroplasticity, J. McEachem and C. Shaw, Eds . (New York: Psychology Press.), pp. 193-220 (2000)). La diferenciación neuronal, extensión de axón y reconocimiento objetivo sináptico inicial, todos parecen ocurrir en una forma independiente de actividad. La sinaptogenesis posterior y crecimiento sináptico, sin embargo, luego requiere actividad neuronal en curso para afinar las conexiones sinápticas en una manera funcionalmente importante. Estos hallazgos sugieren que la integración funcional (final) de células madre neuronales transplantadas requiere actividad neuronal. Asi, la administración de un fármaco que potencia la trayectoria CREB se puede usar para ejercitar circuitos neuronales adecuados para afinar las conexiones sinápticas de células madre transplantadas, recientemente adquiridas que se diferencian en las neuronas. Por "ejercitar circuitos neuronales adecuados" se entiende la inducción en los circuitos neuronales adecuados de un patrón de actividad neuronal, que corresponde al producido por un protocolo de entrenamiento cognitivo particular. El protocolo de entrenamiento cognitivo se puede usar para inducir tal actividad neuronal. Alternativamente, la actividad neuronal se puede inducir por estimulación eléctrica directa del circuito neuronal. La "actividad neuronal" y "actividad de las neuronas" se usan intercambiablemente en la presente. El ACT comprende un protocolo de entrenamiento especifico para cada función del cerebro y una administración general de fármacos que potencian la trayectoria de CREB. El protocolo de entrenamiento (entrenamiento cognitivo) induce actividad neuronal en regiones del cerebro especificas y produce mejora en el desempeño de una función (cognitivo) del cerebro especifica. Los fármacos que potencian la trayectoria de CREB, también se refieren en la presente como agentes aumentadores , que potencian la función de trayectoria CREB, que se requiere para consolidar información recientemente adquirida en LTM. Por "potenciar la función de trayectoria CREB" se entiende la capacidad para potenciar o mejorar la expresión de gen dependiente de CREB. La expresión de gen dependiente de CREB se puede potenciar o mejorar al incrementar la producción de CREB endógeno, por ejemplo al estimular directamente o indirectamente el gen endógeno al producir cantidades aumentadas de CREB, o al incrementar CREB funcional (biológicamente activo) . Ver, por ejemplo, Patente de E.U.A. No. 5,929,223; Patente de E.U.A. No. 6,051,559; y Publicación Internacional No. WO9611270 (publicado 18 de abril 1996) , cuyas referencias se incorporan en la presente en su totalidad como referencia. La administración de fármacos que potencian la trayectoria de CREB disminuye el entrenamiento necesario hasta producir un aumento en el desempeño relativo con el producido solo con el entrenamiento. En particular, ACT puede potenciar el entrenamiento cognitivo al reducir el número de sesiones de entrenamiento requeridas para producir una ganancia en el desempeño relativo con el producido solo con el entrenamiento cognitivo o al requerir intervalos más cortos o sin reposo entre las sesiones de entrenamiento hasta producir un aumento en el desempeño. De esta manera, ACT puede mejorar la eficiencia de las técnicas de entrenamiento cognitivo, proporcionando asi un beneficio económico importante. Por "ganancia en el desempeño" se entiende una mejora en un aspecto del desempeño cognitivo.

¦ La invención proporciona métodos para mejorar un aspecto especifico del desempeño cognitivo en un animal (particularmente en un humano u otro mamífero o vertebrado) en necesidad del mismo que comprende (a) administrar al animal un agente de aumento el cual potencia la función de trayectoria CREES; y opcionalmente (b) entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular por el animal. Por ejemplo, los protocolos de entrenamiento cognitivo formal se emplean en tratamiento de pacientes con depresión (monopolar) y/o fobias para ayudarles a olvidar las respuestas patológicas asociadas con la depresión y/o fobias y aprender el comportamiento adecuado. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB opcionalmente en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas hasta producir un aumento en el desempeño en estos pacientes. Como tal, el tratamiento general se alcanza en un periodo corto de tiempo. Similarmente, los protocolos de entrenamiento cognitivo formal se emplean en tratamiento de pacientes con autismo para ayudarles a olvidar respuestas patológicas y para aprender el comportamiento adecuado. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB opcionalmente en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas para producir un aumento en el desempeño en estos pacientes. Los protocolos de entrenamiento cognitivo formal (por ejemplo, terapia física, métodos de bio-retroalimentación) se emplean en rehabilitación de pacientes con apoplejía (rehabilitación de apoplejía), particularmente rehabilitación del deterioro o pérdida de las funciones sensoriales-motoras . La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas hasta producir un aumento en el desempeño en estos pacientes. La recuperación más rápida y más eficiente de la pérdida de las funciones cognitiva o motora se esperan como un resultado. Los protocolos de entrenamiento cognitivo formal (por ejemplo, entrenamiento masivo, entrenamiento espaciado) se emplean en el aprendizaje de un nuevo idioma o en aprender a tocar un nuevo instrumento musical. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas para producir un aumento en el desempeño. Como un resultado, menos práctica (sesiones de entrenamiento) se requiere para aprender el nuevo idioma o para aprender a tocar un nuevo instrumento musical . Los protocolos de entrenamiento cognitivo formal se emplean en mejorar el aprendizaje y/o desempeño en individuos con discapacidades de aprendizaje, lenguaje o lectura. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas hasta producir un aumento en el desempeño en estos individuos. Los protocolos de entrenamiento cognitivo formal se emplean para ejercitar circuitos neuronales en individuos para afinar conexiones sinápticas de células madre transplantadas , recientemente adquiridas que se diferencian en neuronas. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento requeridas para la inducción en (a) circuitos neuronales específicos de un patrón de actividad neuronal en estos individuos. Los protocolos de entrenamiento cognitivo formal se emplean para estimulación repetida de actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal subyacente (a) circuitos neuronales específicos en individuos. La administración de un fármaco que potencia la trayectoria de CREB en conjunto con entrenamiento cognitivo reduce el tiempo y/o número de sesiones de entrenamiento y/o patrón subyacente de actividad neuronal requerida para inducir cambio en función/estructura de largo plazo dependiente de CREB (esto es, de larga duración) entre conexiones sinápticas del circuito neuronal. La terapia de rehabilitación intensiva puede mejorar la recuperación funcional después de lesión cerebral. Esta recuperación se presenta a través de la reorganización de tejido de cerebro residual cuando las neuronas se uelven a entrenar' para asumir la función perdida. Los cambios en la plasticidad neuronal se creen que son la base de esta reorganización. La activación de la trayectoria cAMP/CREB es una etapa esencial para los cambios dependientes de la experiencia en plasticidad neuronal. Se examinaron los efectos de HT-0712 y Rolipram en rehabilitación cognitiva y motora después de lesión cerebral (LFP) de percusión de fluido lateral. Las ratas adultas se entrenaron para un desempeño de criterio en una tarea motora calificada (la etapa escalonada) y lesionaron usando el dispositivo LFP. Después de una semana de recuperación, las ratas comienzan la rehabilitación motora calificada con ya sea inhibidores PDE4 o vehículo. Ambos HT-0712 y Rolipram significativamente aumentan la rehabilitación motora. En un grupo separado de animales, las ratas se probaron primero por desempeño de memoria en línea base por reconocimiento de objetos. Después de las lesiones, las ratas muestran reconocimiento de objetos intacto a 4 horas después de entrenamiento, pero memoria deficiente a 24 horas. El HT-0712 o vehículo se dio durante el entrenamiento cognitivo repetido para el reconocimiento de objetos (rehabilitación cognitiva) . Después de 6 sesiones de rehabilitación, el grupo HT-0712 se desempeña significativamente mejor que el grupo con vehículo. Esta mejora en la memoria duró tanto tiempo como ocho semanas en la ausencia de fármaco y se traduce en una mejora en el desempeño de memoria para condicionamiento del miedo por huella. Sorprendentemente, e'l inhibidor PDE4 HT-0712 se puede usar para mejorar la recuperación motora y cognitiva después de la lesión cerebral . El entrenamiento puede comprender una o múltiples sesiones de entrenamiento y es entrenamiento adecuado para producir una mejora en el desempeño de la tarea cognitiva de interés. Por ejemplo, si una mejora en la adquisición de lenguaje se desea, el entrenamiento se centrará en la adquisición de lenguaje. Si una mejora en la capacidad para aprender a tocar un instrumento ¦ musical se desea, el entrenamiento se centrará en aprender a tocar el instrumento musical. Si una mejora en una habilidad motora particular se desea, el entrenamiento se centrará en la adquisición de la habilidad motora particular. La tarea cognitiva especifica de interés se acompaña con un entrenamiento adecuado. La invención también proporciona métodos para estimulación . repetida de actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal, como el que subyace en circuitos neuronales específicos, en un animal que comprende (a) administrar al animal un agente de aumento que potencia la función de trayectoria de CREB; y (b) entrenar al animal bajo condiciones suficientes para estimular o inducir actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal en el animal. En este caso, el entrenamiento es entrenamiento adecuado para estimular o inducir actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal en el animal. Por "sesiones de entrenamiento múltiple" se entiende dos o más sesiones de entrenamiento. El agente de aumento se puede administrar antes, durante o después de una o más de las sesiones de entrenamiento. En una modalidad particular, el agente de aumento se administra antes y durante cada sesión de entrenamiento. El tratamiento con agente de aumento en relación con cada sesión de entrenamiento se refiere también como el "tratamiento de aumento". Por "entrenamiento" se entiende entrenamiento cognitivo . Los protocolos de entrenamiento cognitivo formal se conocen y están fácilmente disponibles en la técnica. Ver por ejemplo, Kami, A. and Sagi, D. , "Where practice makes perfect in text discrimination: evidence for primary visual cortex plasticity", Proc. Nati. Acad. Sci . USA, 88:4966-4970 (1991); Kami, A. and Sagi, D. , "The time course of learning a visual skill", Nature, 365:250-252 (1993); Kramer, A. F. et al., "Task coordination and aging: explorations of executive control processes in the task switching paradigm", Acta Psychol, (Amst), 101:339-378 (1999); Kramer, A. F. et al., "Training for executive control: Task coordination strategies and aging", In Aging and Skilled Performance: Advances In Theory and Applications, W. Rogers et al., eds. (Hillsdale, NJ. : Erlbaum) (1999); Rider, R. A. and Abdulahad, D. T., "Effects of massed versus distributed practice on gross and fine motor proficiency of educable mentally handicapped adolescents", Percept. Mot . Skills, 73:219-224 (1991); Willis, S. L. and Schaie, K. W., "Training the elderly on the ability factors of spatial orientation and inductive reasoning", Psychol. Aging, 1:239-247 (1986); Willis, S. L. and Nesselroade, C. S., "Long-term effects of fluid ability training in old-old age", Develop. Psychol., 26:905-910 (1990); Wek, S. R. and Husak, W. S., "Distributed and massed practice effects on motor performance and learning of autistic children", Percept. Mot. Skills, 68:107-113 (1989); Verhaehen, P. et al., "Improving memory performance in the aged through mnemonic training: a meta-analytic study", Psychol. Aging, 7:242-251 (1992); Verhaeghen, P. and Salthouse, T. A. , "Meta-analyses of age-cognition relations in adulthood: estimates of linear and nonlinear age effects and structural models", Psychol. Bull., 122:231-249 (1997); Dean, C. M. et al., "Task-related circuit training improves performance of locomotor tasks in chronic stroke: a randomized, controlled pilot trial", Arch. Phys. ed. Rehabil., 81: 409-417 (2000); Greener, J. et al., "Speech and language therapy for aphasia following stroke", Cochrane Datábase Syst. Rev., CD000425 (2000); Hummelsheim, H. and Eickhof, C, "Repetitive sensorimotor training for arm and hand in a patient with locked-in syndrome", Scand. J. Rehabil. Med., 31: 250-256 (1999); Johansson, B. 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Los ejemplos de especies de mamífero incluyen humanos y primates (por ejemplo, monos, chimpancés), roedores (por ejemplo, ratas, ratones, conejillos de indias) y rumiantes (por ejemplo, vacas, cerdos, caballos) . El animal puede ser un animal con alguna forma y grado de disfunción cognitiva o un animal con desempeño cognitivo normal (esto es, un animal sin ninguna forma de insuficiencia cognitiva (disfunción o pérdida de cualquier función cognitiva) ) . La disfunción cognitiva, comúnmente asociada con disfunción cerebral y trastornos o condiciones del sistema nervioso central (SNC) , surgen debido a herencia, enfermedad, lesión y/o edad. Los trastornos y condiciones del SNC asociados con alguna forma y grado de insuficiencia cognitiva (disfunción) incluyen, pero no se limitan a los siguientes: 1) alteración de la memoria asociada con la edad; 2) trastornos neurodegenerativos, tales como delirio (estado de confusión aguda) ; demencia, incluyendo enfermedad de Alzheimer y demencias del tipo no Alzheimer, tales como, pero no limitadas a, demencia del cuerpo Lewy, demencia vascular, demencia de Binswanger (encefalopatía arterioesclerótica subcortical ) , demencias asociadas con mal de Parkinson, parálisis supranuclear progresiva, enfermedad de Huntington (corea) , enfermedad de Pick, hidrocefálea de presión normal, enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, enfermedad de Gerstmann-Strussler-Scheinker , neurosífilis (paresia general) o infección por VIH, síndromes de demencia del lóbulo frontal, demencias asociadas con trauma de cabeza, incluyendo demencia pugilística, trauma cerebral, hematoma subdural, tumor cerebral, hipotiroidismo, deficiencia de vitamina B.sub.12, radiación intracraneal; otros trastornos neurodegenerativos ; 3) trastornos siquiátricos, incluyendo trastornos afectivos (trastornos del humor) , tales como, pero no limitados a, depresión, incluyendo pseudodemencia depresiva; trastornos sicóticos, tales como, pero no limitados a, esquizofrenia y autismo (Síndrome de Kanner) ; trastornos neuróticos, tales como, pero no limitados a, ansiedad y trastorno obsesivo-compulsivo, trastorno de deficiencia de atención; 4)· pérdida de función cognitiva dependiente de trauma, tal como, pero no limitada a la que se asocia con (debido a) , enfermedades cerebrovasculares, incluyen apoplejía e isquemia, incluyendo apoplejía isquémica; trauma, cerebral, incluyendo hematoma subdural y tumor cerebral; lesión de cabeza, complicaciones de cirugía de injerto de derivación arterial coronaria (CABG, por sus siglas en inglés) y neurotoxicidad, excitotoxicidad, y convulsiones; 5) trastornos asociados con alguna forma y grado de disfunción cognitiva que surgen debido a un defecto genético, tal como, pero no limitado a, síndrome de Rubinstein-Taybi, síndrome de Down, síndrome de Angelman, síndrome X frágil (X-l frágil, X-2 frágil), neurofibromatosis , síndrome de Coffin-Lowry, distrofia miotónica, síndrome de Rett, síndrome de William, síndrome de Klinefelter, mosaicismos, trisomia 13 (síndrome de Patau) , trisomia 18 (síndrome de Edward) , síndrome de Turner, síndrome cri du chat, síndrome de Lesch-Nyhan (hiperuricemia) , síndrome de Hunter, síndrome oculocerebrorenal de Lowe, síndrome de Gaucher, síndrome de Hurler (mucopolisacaridosis), enfermedad de Niemann-Pick, enfermedad de Tay-Sachs, galactosemia, enfermedad de la orina con olor a jarabe de maple, fenilcetonuria, aminoacidurias ,. acidemias, esclerosis tuberosa y microcefalia primaria; 6) discapacidad de aprendizaje, lenguaje o lectura, particularmente en niños. Por "discapacidades de aprendizaje" se entiende trastornos de los procesos sicológicos básicos que afectan la forma en que un individuo aprende. Las discapacidades de aprendizaje pueden causar dificultades para escuchar, pensar, hablar, leer, escribir, ortografía, aritmética o combinaciones de cualesquiera de los anteriores. Las discapacidades de aprendizaje incluyen limitaciones perceptuales , dislexia y afasia de desarrollo. Los términos "desempeño cognitivo" y "función cognitiva" son términos reconocidos por la técnica y se usan en la presente de acuerdo con sus significados aceptados en la técnica. Por "tarea cognitiva" significa una función cognitiva. Las funciones cognitivas incluyen adquisición de memoria, discriminación visual, discriminación auditiva, funcionamiento ejecutivo, aprendizaje de habilidades motoras, razonamiento abstracto, capacidad espacial, habilidades del habla y lenguaje y adquisición del lenguaje. Por "potenciar un aspecto especifico de desempeño cognitivo" se entiende la capacidad para mejorar o potenciar una función cognitiva especifica o del cerebro, tal como, por ejemplo, la adquisición de memoria o el desempeño de una tarea aprendida. Por "mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular" se entiende una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva especifica o aspecto de función del cerebro relativa al desempeño antes del entrenamiento. Por ejemplo, si después de una apoplejía, un paciente puede solamente menear su dedo del pie, una mejora en el desempeño (ganancia en el desempeño) en el paciente sería la capacidad para caminar, por ejemplo. "Proporcionar mejora sostenida" significa que la mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular permanece después de que se suspende la administración del agente aumentador. En consecuencia, la invención también se refiere a métodos que mejoran una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno del SNC o condición en un animal (particularmente en un humano u otro mamífero o vertebrado) que comprende tratar al animal con un agente de aumento que potencia la función de trayectoria de CREB en la ausencia de entrenamiento cognitivo formal. La invención también se refiere a métodos para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición de SNC en un animal (particularmente en un humano u otro mamífero o vertebrado) que comprende administrar al animal un agente de aumento que potencia la función de trayectoria de CREB y que detecta la mejora sostenida. La invención también se refiere a métodos que además comprenden entrenamiento del animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular por el animal. En una modalidad, la invención se refiere a un método para tratar una deficiencia cognitiva asociada con alteración de la memoria asociada con la edad en un animal que necesita del tratamiento que comprende (a) administrar al animal un agente de aumento que potencia la función de trayectoria de CREB; y opcionalmente (b) entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva cuya pérdida se asocia con la alteración de la memoria asociada con la edad. En modalidades particulares, el agente de aumento es un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4). Los ejemplos de inhibidores PDE4 incluyen rolipram y compuestos siguiente fórmula: en donde "Me" significa "metil" y "cPent" significa "ciclopentilo" . Se entiende que la fórmula anterior abarca ambos enantiómeros y mezclas de los mismos. Los compuestos se pueden preparar usando la metodología proporcionada en la Patente de E.U.A. No. 6,458,829, las enseñanzas de las cuales se incorporan en la presente como referencia. En una modalidad particular, los carbonos 3 y 5 de esta fórmula anterior están en la configuración S: en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa "ciclopentilo" . Otros ejemplos de inhibidores PDE4 se pueden encontrar en la Publicación de patente No. 2002/0028842 Al (publicada 7 de marzo de 2002); Patente de E.U.A. No. 6,458,829B1; Patente de E.U.A. No. 6, 525, 055B1; Patente 'de E.U.A. No. 5,552,438; Patente de E.U.A. No. 6,436,965; y Patente de E.U.A. No. 6,204,275. Todavía otros inhibidores PDE4 se conocen y están fácilmente disponibles en la técnica. El retraso mental impacta en el procesamiento cognitivo y funciones cognitivas, incluyendo aprendizaje y adquisición de memoria (Weeber, E. J. et al., Neuron, 33:845-848)). El retraso mental se puede causa por factores cromosomales o genéticos, infecciones congénitas, teratógenos (fármacos y otros químicos), mala nutrición, radiación o condiciones desconocidas que afectan la implantación y embriogénesis . Los síndromes de retraso mental incluyen, pero no se limitan a, síndrome de Klinefelter, mosaicismos, trisomía 13 (síndrome de Patau) , trisomía 18 (síndrome de Edward) , síndrome de Turner, síndrome de cri du chat, síndrome de Lesch-Nyhan (hiperuricemia) , síndrome de Hunter, síndrome oculocerebrorenal de Lowe, enfermedad de Gaucher, síndrome de Hurler (mucopolisacaridosis ) , enfermedad de Niemann-Pick, enfermedad de Tay-Sachs, galactosemia, enfermedad de la orina con olor a jarabe de maple, fenilcetonuria, aminoacidurias, acidemias, esclerosis tuberosa y microcefalia primaria. Los síndromes de retraso mental también incluyen síndrome de Rubinstein-Taybi , síndrome de Down, síndrome de Angelman, neurofibromatosis , síndrome de Coffin-Lowry, síndrome de Rett, distrofia miotónica, síndrome frágil X (por ejemplo, X-l frágil, X-2 frágil) y síndrome de William (Weeber, E. J. et al., Neuron, 33:845-848 (2002)). La invención también se refiere a métodos de terapia de una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del SNC en un animal que sufre manipulación de células madre neuronales que comprende (a) administrar al animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y (b) entrenar al animal bajo condiciones suficientes para estimular o inducir la actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal en el animal. Por "manipulación de células madre neuronales" significa que (1) las células madre neuronales exógenas se transplantan en el cerebro o espina dorsal de un animal o (2) las células madre neuronales endógenas se estimulan o inducen para proliferar en el animal. Los métodos para transplantar las células madre neuronales en el cerebro o espina dorsal de un animal se conocen y están fácilmente disponibles en la técnica (ver, por ejemplo, Cameron, H. A. and McKay, R. D., Nat. Neurosci., 2:894-897 (1999); Kurimoto, Y. et al., Neurosci. Lett., 306:57-60 (2001); y Singh, G . , Neuropathology, 21:1 10-1 14 (2001)). Los métodos para estimular o inducir la proliferación de células madre neuronales endógenas en un animal se conocen y están fácilmente disponibles en el arte (ver, por ejemplo, Gould, E. et al., Trends Cogn. Sci, 3:186-192 (1999); Gould, E. et al., Biol. Psychiatry, 48:715-20 (2000); Nilsson, M. et al, J. Neurobiol., 39:569-578 (1999); Fuchs, E. and Gould, E . , Eur. J Neurosci., 12:2211-2214 (2000); y Gould, E. et al., Nat. Neurosci., 2:260-265 (1999)). Los métodos particulares de transplante de células madre neuronales en el cerebro o espina dorsal de un animal y los métodos particulares para estimular o inducir la proliferación de células madre neuronales endógenas en un animal no son críticos para la práctica de la invención. La invención se refiere además a métodos para mejorar o potenciar el aprendizaje y/o desempeño en un animal con discapacidad para aprender, lenguaje o lectura, o combinaciones de cualesquiera de los anteriores, que comprende (a) administrar a un animal un agente aumentador que potencia la función de la trayectoria CREB; y (b) entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño por el animal de una tarea cognitiva asociada con la discapacidad en el desempeño de aprendizaje, lenguaje o lectura.

Los agentes aumentadores, como se usa en la presente, son compuestos con actividad farmacológica e incluyen fármacos, compuestos químicos, compuestos iónicos, compuestos orgánicos, ligandos orgánicos, incluyendo cofactores, sacáridos, péptidos recombinantes y sintéticos, proteínas, peptoides, secuencias de ácido nucleico, incluyendo genes, productos de ácido nucleico, y otras moléculas y composiciones. Por ejemplo, los agentes aumentadores pueden ser análogos cAMP que permean la célula (por ejemplo, cAMP 8-bromo) ; activadores de adenilato ciclasa 1 (AC1) (por ejemplo, forscolina) ; agentes que afectan el receptor ligado a la proteína G, tal como, pero no limitado a, receptores adrenérgicos y receptores opioides y sus ligandos (por ejemplo, fenetilaminas ) ; moduladores de concentración de calcio intracelular (por ejemplo, tapsigargina, agonistas del receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA) ) ; inhibidores de las fosfodiesterasas responsables del rompimiento de cAMP (por ejemplo, inhibidores de fosfodiesterasa 1 (PDE1) (por ejemplo, iso-buto-meto-xantina (IBMX)), inhibidores de fosfodiesterasa 2 (PDE2) (por ejemplo, iso-buto-meto-xantina (IBMX) ) , inhibidores de fosfodiesterasa 3 (PDE3) , inhibidores de fosfodiesterasa 4 (PDE4) (por ejemplo, rolipram, HT0712), etc.) (también ver, por ejemplo, Patente de E.U.A. No. 6,458,829B1; Publicación de E.ü.A. No. 2002/0028842A1 (publicada el 7 de marzo de 2002)); y moduladores de proteína cinasa y proteína fosfatasas, que median la activación de la proteína CREB y la expresión del gen dependiente de CREB. Los agentes aumentadores pueden ser CREB exógeno, análogos de CREB, moléculas tipo CREB, fragmentos CREB biológicamente activos, proteínas de fusión CREB, secuencias de ácido nucleico que codifican CREB exógeno, análogos CREB, moléculas tipo CREB, fragmentos CREB biológicamente activos o proteínas de fusión CREB. Los agentes aumentadores también pueden ser moduladores de la función CREB, o secuencias de ácido nucleico que codifican moduladores de la función CREB. Los moduladores de la función CREB, como se usa en la presente, tienen la capacidad para modular la función de la trayectoria CREB. Por "modular" significa la capacidad para cambiar (incrementar o reducir) o alterar la función de la trayectoria CREB. Los agentes aumentadores pueden ser compuestos que son capaces de potenciar la función CREB en el SNC . Tales compuestos incluyen, pero no se limitan a, compuestos que afectan la estabilidad y fluidez de la membrana y la inmunoestimulación específica. En una modalidad particular, el agente aumentador es capaz de aumentar transitoriamente la función de la trayectoria de CREB en el SNC.

Los análogos de CREB, o derivados, se definen en la presente como proteínas que tienen secuencias de aminoácidos análogas a CREB endógeno. Las secuencias de aminoácidos análogas se definen en la presente para significar secuencias de aminoácidos con una identidad suficiente de secuencia de aminoácidos de CREB endógeno para poseer la actividad biológica de CREB endógeno, pero con uno o más cambios "silentes" en la secuencia de aminoácidos. Los análogos CREB incluyen CREM mamífero, ATF-1 mamífero y otros miembros de la subfamilia CREB/CREM/ATF-1. La molécula tipo CREB, como el término se usa en la presente, se refiere a una proteína que se asemeja (imita) funcionalmente a CREB. Las moléculas tipo CREB no necesitan tener secuencias de aminoácidos análogas al CREB endógeno. Los fragmentos de polipéptido biológicamente activos de CREB pueden incluir sólo una parte de la secuencia de aminoácidos de longitud completa de CREB, y aún poseer actividad biológica. Tales fragmentos pueden producirse por eliminaciones de terminal carboxilo o amino, así como eliminaciones internas. Las proteínas de fusión comprenden una proteína CREB como se describe en la presente, referidas como una primera porción, ligadas a una segunda porción que no se presenta en la proteína CREB. La segunda porción puede ser un aminoácido sencillo, péptido o polipéptido u otra porción orgánica, tal como un carbohidrato, un lipido o una molécula inorgánica. Las secuencias de ácido nucleico se definen en la presente como heteropolimeros de moléculas de ácido nucleico. Las moléculas de ácido nucleico pueden ser de hebra doble o hebra sencilla y puede ser una molécula de desoxirribonucleótido (ADN) , tal como cADN o ADN genómico, o una molécula de ribonucleótido (ARN) . Como tal, la secuencia de ácido nucleico puede, por ejemplo, incluir uno o más exones, con o sin, como sea apropiado, intrones, asi como una o más secuencias de control apropiadas. En un ejemplo, la molécula de ácido nucleico contiene una estructura de lectura abierta que codifica un producto de ácido nucleico deseado. La secuencia de ácido nucleico se "liga operablemente" a un promotor apropiado. Una secuencia de ácido nucleico que codifica una proteina CREB deseada, análogo CREB (incluyendo CREM, ATF-I), molécula tipo CREB, fragmento CREB biológicamente activo, proteina de fusión CREB o modulador de función CREB puede aislarse de la naturaleza, modificarse de las secuencias nativas o fabricarse de novo, como se describe en, por ejemplo, Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York (1998); y Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2a edición, Cold Spring Harbor University Press, New York. (1989). Los ácidos nucleicos pueden aislarse y fusionarse juntos por métodos conocidos en la técnica, tales como explotación y manufactura compatibles con sitios de clonación o restricción. Típicamente, la secuencia de ácido nucleico será un gen que codifica la proteína CREB deseada, análogo CREB, molécula tipo CREB, proteína de fusión CREB o modulador de función CREB. Tal gen típicamente se liga operablemente a secuencias de control adecuadas capaces de efectuar la expresión de la proteína CREB o modulador de función CREB, preferiblemente en el SNC. El término "ligado operablemente", como se usa en la presente, se define para significar que el gen (o la secuencia de ácido nucleico) se liga a las secuencias de control en una manera que permite la expresión del gen (o la secuencia de ácido nucleico) . Generalmente, ligado operablemente significa contiguo. Las secuencias de control incluyen un promotor de la transcripción, una secuencia operadora opcional para controlar la transcripción, una secuencia que codifica los sitios y secuencias enlazadas al ribosoma del ARN mensajero adecuado (mARN) la cual controla la terminación de la transcripción y traducción. En una modalidad particular, un gen recombinante (o una secuencia de ácido nucleico) que codifica una proteína CREB, análogo CREB, molécula tipo CREB, fragmento CREB biológicamente activo, proteina de fusión CREB o modulador de función CREB puede colocarse bajo el control regulador de un promotor el cual puede inducirse o reprimirse, por ello ofrecen un grado mayor de control con respecto al nivel del producto. Como se usa en la presente, el término "promotor" se refiere a una secuencia de ADN, usualmente cadena arriba (5') de la región codificada de un gen estructural, el cual controla la expresión de la región codificada al proporcionar sitios de reconocimiento y enlace para la polimerasa de ARN y otros factores los cuales pueden requerirse para el inicio de la transcripción. Los promotores adecuados son bien conocidos en la técnica. Los promotores ejemplares incluyen el SV40 y el factor de alargamiento humano (EFI)l. Otros promotores adecuados están fácilmente disponibles en la técnica (ver, por ejemplo, Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., New York (1998); Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2a edición, Cold Spring Harbor University Press, New York (1989); y la Patente de E.U.A. No. 5,681,735). Los agentes aumentadores pueden mejorar la función de trayectoria CREB por una variedad de mecanismos. Por ejemplo, un agente de aumento puede afectar una trayectoria de transducción de señal la cual lleva a la inducción de la expresión del gen dependiente de CREB. La inducción de la expresión del gen dependiente de CREB puede realizarse, por ejemplo, por medio de sobre-regulación de efectores positivos de la función CREB y/o sub-regulación de efectores negativos de la función CREB. Los efectores positivos de la función CREB incluyen adenilato ciclasas y activadores CREB. Los efectores negativos de la función CREB incluyen fosfodiesterasa cAMP (PDE cAMP) y represores CREB. Un agente de aumento puede potenciar la función de trayectoria CREB al actuar bioquímicamente cadena arriba o actuar directamente en una forma activadora o represora de una proteína CREB y/o en una proteína CREB que contiene el complejo de transcripción. Por ejemplo, la función de la trayectoria CREB puede afectarse al incrementar los niveles de proteína CREB transcripcionalmente , post-transcripcionalmente, o tanto transcripcionalmente como post-transcripcionalmente; al alterar la afinidad de proteína CREB a otros componentes necesarios del complejo de transcripción, tales como, por ejemplo, para la proteína de enlace CREB (proteína CBP) ; al alterar la afinidad de una proteína CREB que contiene el complejo de transcripción para los elementos de respuesta al CREB de ADN en la región promotora; o al inducir ya sea inmunidad pasiva o activa para las isoformas de proteína CREB. El mecanismo particular por el cual un agente de aumento mejora la función de la trayectoria CREB no es critico para la práctica de la invención. Los agentes aumentadores pueden administrarse directamente a un animal en una variedad de formas. En una modalidad preferida, los agentes aumentadores se administran de manera sistémica. Otras vías de administración se conocen generalmente en la técnica e incluyen intravenosa incluyendo vías de infusión y/o inyección por bolo, intracerebroventricularmente, intratecal, parenteral, mucosal, implante, intraperitoneal , oral, intradérmica, transdérmica (por ejemplo, en polímeros de liberación lenta) , intramuscular, subcutánea, tópica, epidural, etc. Otras vías adecuadas de administración también pueden usarse, por ejemplo, para alcanzar la absorción a través del revestimiento epitelial o mucocutáneo. Los agentes aumentadores particulares también pueden administrarse por terapia de genes, en donde una molécula de ADN que codifica una proteína o péptido terapéutico particular se administra a un animal, por ejemplo, por medio de un vector, el cual provoca que la proteína o péptido particular se exprese y secrete en niveles terapéuticos in vivo. Un vector, como el término se usa en la presente, se refiere a un vector de ácido nucleico, por ejemplo, un plásmido de ADN, virus u otro replicón adecuado (por ejemplo, vector vírico) . Los vectores víricos incluyen retrovirus, adenovirus, parvovirus (por ejemplo, virus asociado a adeno) , coronavirus, virus de ARN de hebra negativa tales como ortomixovirus (por ejemplo, virus de la influenza), rabdovirus (por ejemplo, virus de estomatitis de rabia y vesicular), paramixovirus (por ejemplo sarampión y Sendai) , virus de ARN de hebra positiva tales como picornavirus y alfavirus, y virus de ADN de hebra doble incluyendo adenovirus, virus de herpes (por ejemplo, virus herpes simplex tipos 1 y 2, virus Epstein-Barr, citomegalovirus ) , y virus de la viruela (por ejemplo, vacuna, viruela aviar y viruela del canario) . Otro virus incluyen, por ejemplo, virus Norwalk, togavirus, flavivirus, reovirus, papovavirus, hepadnavirus , y virus de la hepatitis. Los ejemplos de retrovirus incluyen: sarcoma de leucosis aviar, virus tipo B, tipo C en mamífero, virus tipo D, grupo HTLV-BLV, lentivirus, espumavirus (Coffin, J. M. , Retroviridae : The viruses and their replication, en Fundamental Virology, tercera Edición, B. N. Fields, et al, Eds., Lippincott-Raven Publishers, Filadelfia, 1996). Otros ejemplos incluyen virus de leucemia de murino, virus de sarcoma de murino, virus de tumor mamario de ratón, virus de leucemia de bovino, virus de leucemia de felino, virus de sarcoma de felino, virus de leucemia aviar, virus de leucemia de células T humano, virus endógeno de babuino, virus de leucemia de simio de Gibbon, virus de mono Masón Pfizer, virus de inmunodeficiencia de simio, virus de sarcoma de simio, virus de sarcoma de Rous y lentivirus. Otros ejemplos de vectores se describen, por ejemplo, en McVey et al., Patente de E.U.A. No. 5,801, 030, las enseñanzas de las cuales se incorporan en la presente para referencia . Una secuencia de ácido nucleico que codifica una proteina o péptido (por ejemplo, proteina CREB, análogo CREB (incluyendo CREM, ATF-1), molécula tipo CREB, fragmento CREB biológicamente activo, proteina de fusión CREB, modulador de función CREB) puede insertarse en una vector de ácido nucleico de acuerdo a los métodos generalmente conocidos en la técnica (ver, por ejemplo, Ausubel et al., Eds., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., New York (1998); Sambrook et al., Eds., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2a edición, Cold Spring Harbor University Press, New York (1989) ) . El modo de administración es preferiblemente en la ubicación de las células objetivo. En una modalidad •particular, el modo de administración es a las neuronas.

Los agentes de aumento se pueden administrar junto con otros componentes de agentes biológicamente activos, tales como tensoactivos farmacéuticamente aceptables (por ejemplo, glicéridos), excipientes (por ejemplo, lactosa), estabilizadores, conservadores, humectantes, emolientes, antioxidantes, portadores, diluyentes y vehículos. Si se desea, también se puede agregar ciertos agentes edulcorantes, saborizantes y/o colorantes.

Los agentes de aumento se pueden formular como una solución, suspensión, emulsión o polvo liofilizado en asociación con un vehículo parenteral farmacéuticamente aceptable. Ejemplos de tales vehículos son el agua, solución salina, solución de Ringer, solución isotónica de cloruro de sodio, solución de dextrosa, y albúmina de suero humana al 5%. Los liposomas y vehículos no acuosos tales como aceites fijos también se pueden usar. El vehículo o polvo liofilizado puede contener aditivos que mantengan la isotonicidad (por ejemplo, cloruro de sodio, manitol) y estabilidad química (por ejemplo, soluciones amortiguadoras y conservadores). La formulación se puede esterilizar por técnicas comúnmente usadas. Los portadores farmacéuticos adecuados se describen en Remington's Pharmaceutical Sciences.

La dosis del agente de aumento administrada a un animal es aquella cantidad requerida para efectuar un cambio en la expresión de genes dependiente de CREB, particularmente en neuronas. La dosis administrada a un animal, incluyendo la frecuencia de administración, variará dependiendo de una diversidad de factores, incluyendo características farmacodinámicas del agente de aumento en particular, modo y vía de administración; tamaño, edad, sexo, salud, peso corporal y dieta del receptor; naturaleza y grado de los síntomas que se tratan o naturaleza y grado de la(s) función (es) cognitiva(s) que se potencian o modulan, tipo de tratamiento en paralelo, frecuencia de tratamiento, y el efecto deseado.

Los agentes de aumento se pueden administrar en dosis sencillas o divididas (por ejemplo, una serie de dosis separadas por intervalos de días, semanas o meses) , o en una forma de liberación sostenida, dependiendo de factores tales como la naturaleza y grado de los síntomas, tipo de tratamiento en paralelo y el efecto deseado. Otros regímenes o agentes terapéuticos se pueden usar en conjunto con la presente invención.

La presente invención se ilustrará ahora por el siguiente ejemplo, el cual no se va a considerar como limitante de ninguna manera.

EJEMPLO Los sujetos fueron 103 ratas macho adultas Sprague-Dawley (Taconic, Gremantown, NY) que pesan entre 275-300 g al comienzo de la experimentación. Se alojaron de forma independiente las ratas en una instalación animal controlada por temperatura con un ciclo de luz-oscuridad de 12:12 h y tuvieron acceso a alimento y agua ad libitum. Todos los protocolos de los animales se acoplaron a los lineamientos de NIH y se aprobaron por el Comité de Uso y Cuidado Animal de Laboratorio de Cold Spring Harbor. o Rehabilitación Motora con la Tarea de Etapa Escalonada La tarea de etapa escalonada usada en este estudio se caracterizó previamente por Klint et al., Journal of Neurotrauma, 21st Annual National Neurotrauma Society Symposium, 20(10): (2003). Consiste de un carril de 8' (2.44 m) de largo y 3.5' (1.07 m) de ancho sobre el que se coloca una serie de 28 escalones elevados. Se "escalonaron" alternativamente los escalones 0.5 cm desde la linea media y 25cm entre los escalones. Esta ubicación colocó la superficie superior de caminado directamente en linea con el modo de andar natural de una rata de 350 g. Una pieza delgada de Plexiglás (8' (2.44 m) de largo 2.5" (6.35 cm) de ancho y 2mm de grueso) se colocó en el centro del carril para evitar que las ratas avancen con virajes repetidos entre los escalones y también sirve como un soporte para que los animales recuperen el andar después de que caigan de la superficie de caminado de los escalones. Los costados y la parte superior del carril se encerraron en Plexiglás para limitar el movimiento lateral y vertical del animal. Se colocaron cajas de alojamiento oscurecidas (12" X 12" X 12" - 30.5cm x 30.5cm x 30.5cm) en ambos extremos del carril. Se colocaron una luz brillante y un altavoz con un generador de ruido blanco hacia el interior de la caja de alojamiento y el costado exterior de la caja de alojamiento de forma tal que se encerrará dentro del carril. Se usó una puerta controlada por computadora para manejar la entrada/salida de las cajas de alojamiento.

Se manipularon las ratas en los días 1-13, habituadas al carril, y se entrenaron para atravesar libremente el carril al saltar a la superficie superior de los escalones. Una vez aclimatadas al carril, se entrenaron las. ratas usando un paradigma de entrenamiento de refuerzo negativo para (1) salir de la caja de alojamiento, (2) atravesar el carril y (3) entrar en la caja de alojamiento opuesta para terminar un estimulo negativo (luz brillante y ruido blanco) . Después de un intervalo de descanso de 60 segundos, luego se entrenó la rata para regresar a la caja de alojamiento original usando el mismo paradigma de entrenamiento de refuerzo negativo. Comenzando el día 14 de entrenamiento, se entrenaron diariamente las ratas para 5 pruebas hasta que reunieron un desempeño de criterios (latericia < 12 seg, y 1 o menos errores totales en 3 recorridos consecutivos) . Se marcó un error cada vez que se deslizaba una pata del escalón o se tomaba un paso dirigido que no aterrizaba sobre la superficie superior del escalón.

Veinticuatro horas después de que una rata alcanzó los criterios, se lesionó al usar el dispositivo LFP. Se le permitió recuperarse al animal por 7 días. En el día 8 posterior a la lesión, la rata se probó por su desempeño en la linea base (3 recorridos) en la tarea de etapa escalonada. Al día siguiente se asignó aleatoriamente el animal a uno de los 5 grupos de tratamiento: vehículo con rehabilitación (n=ll), 0.15 mg/kg de HT-0712 con rehabilitación (n=13) , 0.1 mg/kg de rolipram con rehabilitación (n=ll), 0.15 mg/kg de HT-0712 sin rehabilitación, (n=10) o vehículo sin rehabilitación (n=10) . Se dieron las inyecciones i.p. 20 min antes de la rehabilitación, (o una vez al día para los grupos sin rehabilitación) . Se repitieron la rehabilitación/inyecciones por 8 días consecutivos. En el día 10, (el último día de la rehabilitación) no se aplicaron inyecciones y se probaron todas las ratas nuevamente para el desempeño en la tarea SS.

Procedimiento de huella Una semana después de terminar la rehabilitación motora, se entrenaron las ratas para el condicionamiento de miedo de huella. Se colocó un aparato estandarizado de condicionamiento de miedo contextual de las ratas (Med Associates, Inc., VA) dentro de una caja oscura con atenuación del sonido (Med Associates, Inc., VA). El dia del entrenamiento, se colocó la rata dentro de una cámara de condicionamiento por 2 minutos antes del comienzo del estimulo condicionado (CS) , un tono de 2800 Hz, el cual duró por 20 segundos a 75 dB. Treinta segundos después del final del tono, se suministró un estimulo de choque no condicionado de 0.5 mA (US) al animal durante dos segundos. Un intervalo entre pruebas de 3 minutos separó el desplazamiento del US y el avance del CS. Se entrenaron las ratas para 5 pares de CS y US. Después del último US, se dejó la rata en la cámara por 30 segundos adicionales y luego regresó a su caja de alojamiento. Después de cada sujeto experimental, se limpió por completo el aparato con 75% de etanol, agua, se secó y se ventiló. Se probaron las ratas 7 días después del entrenamiento. Para diferenciar el contexto del dia de entrenamiento, se efectuó la prueba en una cámara de atenuación de sonido novedosa y las cámaras internas con dimensiones, colores, texturas e iluminación novedosas. La cámara se limpió usando una solución index en lugar de etanol. Cada prueba comenzó con 120 segundos de aclimatación, luego 20 segundos de tono (CS) , seguido por un intervalo de reposo adicional de 240 segundos, hasta que se presentó el CS 3 veces. Se registró el congelamiento en intervalos de cinco segundos. El congelamiento se definió como la carencia completa de movimiento durante 3 de 5 segundos. Se calculó un registro de congelamiento en porcentaje al restar el porcentaje del congelamiento pre-CS (durante los 120 segundos iniciales) a partir del congelamiento total en porcentaje después del CS. Se filmó cada '' experimento. En todos los experimentos, el experimentador estuvo ciego al tratamiento con fármacos y las condiciones de entrenamiento de los sujetos.

Rehabilitación Cognitiva con Reconocimiento Repetido de Objetos Novedosos La arena abierta de exploración (una caja negra de Plexiglás de 80cm de largo, 60cm de ancho, y 50 cm de alto, iluminada indirectamente hasta 55 lúmenes) contenia una capa delgada de cama de paja para jaulas, la cual se reemplazó con la mitad de cama de paja fresca al comienzo de cada día. Una cámara de video montada directamente arriba de la arena registró todas las sesiones de prueba y entrenamiento. Se colocaron los objetos encima de las posiciones marcadas en el área central de la caja, y se hizo un balance contrario de la posición espacial de los objetos (lados izquierdo-derecho) entre los sujetos. Previo al entrenamiento de OR, se manipularon y aclimataron los animales a la arena de exploración durante 4 min por día durante 3 dias consecutivos. Para el entrenamiento, las ratas exploraron libremente la arena de exploración que contenia dos objetos idénticos (por ejemplo velas) durante 7.5 minutos. Veinticuatro horas después del entrenamiento, se colocó de nuevo la rata dentro de la arena de exploración durante 5 min con un objeto que había explorado el día previo y un objeto novedoso de tamaño similar. Para el propósito de este estudio nos referiremos a una sesión de entrenamiento y a la siguiente sesión de prueba 24 horas después como un "Ensayo" sencillo. Un día (24hrs) después de la terminación de un ensayo, los animales iniciaron un nuevo ensayo al entrenar con un nuevo conjunto de objetos idénticos, seguido por sesiones de evaluación al día siguiente. Durante la rehabilitación cognitiva, las ratas se entrenaron o se evaluaron sin ningunos días de descanso. En total cada rata se entrenó para 17 pares de objetos (5 previos a la lesión y 13 posteriores a la lesión) . Durante el entrenamiento, se registró el número de aproximaciones y el tiempo gastado en explorar cada objeto. Durante la evaluación, se registró el tiempo gastado en la exploración de cada objeto. Se calculó un índice de discriminación con el tiempo de exploración de los objetos viejos y novedosos, al usar la fórmula siguiente ((objeto novedoso-obj eto viejo) / (objeto nuevo + objeto viejo) )*100.

El curso de tiempo de la rehabilitación cognitiva fue como sigue. Ver la FIG 1 para la representación gráfica del procedimiento de rehabilitación: Día 1-10: ensayos 1-5, análisis previo a la lesión; Día 11: inducción de lesión traumática experimental en el cerebro (TBI); Día 12-18: recuperación de TBI; Día 19-20: ensayo 6, línea base posterior a la lesión (BS1) ; Día 21-22: ensayo 7, entrenamiento con el fármaco (TD1) ; Día 23: ensayo 8, ensayo de memoria de corto plazo (STM) con intervalo de 4 hr entre el entrenamiento y el ensayo sin fármaco; Día 24-25: ensayo 9, establecer el desempeño de la segunda línea base (BS2) previo a la rehabilitación asistida con fármacos; Día 26-34: ensayos 10-14, rehabilitación cognitiva asistida por fármacos (fármaco suministrado 20 previo al entrenamiento); Día 35-36: ensayo 15, primera evaluación de memoria posterior a la rehabilitación (Assl) sin fármaco al momento del entrenamiento; Día 42-43: ensayo 16, segunda evaluación de memoria posterior a la rehabilitación (Ass2) después de 1 semana de reposo; Día 79-79: ensayo 17, tercera evaluación de memoria posterior a la rehabilitación (Ass3) después de 5 semanas de reposo; Día 85: procedimiento de huella; Día 92: ensayo de procedimiento de huella.

Inducción de Lesión Traumática en .el Cerebro La lesión traumática en el cerebro se produjo al usar el modelo de percusión fluida lateral bien caracterizado (LFP) (Mcintosh et al., Neuroscience , 28(l):233-44 (1989), Hallam et al., J Neurotrauma, 21(5):521-39 (2004). Brevemente, se anestesiaron las ratas, se entubaron y se ventilaron mecánicamente con 2% de isoflurano al usar aire quirúrgico como un gas portador. Se observó la temperatura corporal y se mantuvo a 37.5 ± 0.5°C por un controlador de temperatura de retroalimentación (Physitemp Instruments, Clifton, New Jersey) . Se hizo una incisión por la mitad en el cráneo y se efectuó una craneotomia circular de 4.8 mm a la mitad entre lambda y bregma, 3.0 mm a la derecha de la sutura central. Un conector de cierre luer modificado (cánula para trauma), de 2.6 mm de diámetro interior, se aseguró dentro de la craneotomia con adhesivo cianoacrilico y acrilico dental. La TBI se produjo al inyectar rápidamente un volumen pequeño de solución salina dentro de la cavidad craneana cerrada con un dispositivo de percusión fluida (VCU Biomedical Engineering, Richmond, VA) . Luego se retiró el animal del dispositivo, se removió el acrilico y la cánula, y se suturó la incisión. Se continuó la ventilación con aire del ambiente sin isoflurano hasta que se restableció la respiración espontánea. Se calibró el dispositivo LFP para una lesión severa en el cerebro (3.2 atm) . Esta lesión en el cerebro resultó en una tasa de mortalidad del 34% (22 de 30 ratas sobrevivieron para el estudio OR, y 57 de 85 ratas sobrevivieron en el estudio SS) .

Preparación e Inyección del Fármaco Los inhibidores de PDE , HT-0712 (0.15 mg/kg) o Rolipram (0.1 mg/kg) se suministraron en un vehículo de solución salina que contiene 1.5% de sulfóxido de dimetilo (DMSO) y 10% de Cremophor. Esta dosis se escogió de lose estudios previos que muestran que 0.15 mg/kg de HT-0712 fue la dosis más eficaz para potenciar la memoria motora en las ratas (McDonald et al., Society for Neuroscience, Vol. 24, Abstract 681.7. (2004) Análisis Estadístico Todos los datos se expresan como medias ± SEM. Se efectuó el análisis de los datos al usar el software SPSS 12.0 (SPSS, Chicago, Illinois). El nivel de importancia fue de P<0.05 para todos los ensayos. Para la comparación del desempeño previo a la lesión al posterior a la lesión en la etapa escalonada, se efectuó una ensayo t en pares usando todos los grupos para análisis. Se efectuó una ANOVA entre los grupos para analizar las lineas base posteriores a la lesión (día 1) y la evaluación locomotora posterior a la rehabilitación (día 10) . Para el análisis de la rehabilitación de etapa escalonada (días 2-10), la variable (fallas en la planta de la pata o latencia) se analizó al usar ANOVA de medidas repetidas con días variables como los repetidos dentro de los sujetos. Los ensayos post-hoc de Dunnett se efectuaron para determinar las diferencias estadísticas entre los grupos inyectados con vehículo e inyectados con fármaco. Para el análisis de reconocimiento de objetos y datos del procedimiento de huella, se usaron ensayos t de Student sin pares para comparar entre los grupos en cada día de ensayo.

Resultados Inhibidores PDE4 Potencian la Rehabilitación Motora Nuestros experimentos previos en ratones adultos jóvenes, normales establecieron que la formación de la memoria de largo plazo se potenció por los inhibidores de PDE4, HT-0712 y rolipram (Bourtchouladze R., et al. (2003) A mouse model of Rubinstein Taybi Syndrome: defective long- terna memory is ameliorated by inhibitors of phosphodiesterase 4. Proceedings of the National Academy of Science U.S. A. 100: 10518-10522; Scott R. , et al., (2002) CREB and the discovery of cognitive enhancers. Journal of Molecular Neuroscience 19: 171-177; Tully T., et al. (2003) Targeting the CREB pathway for memory enhancers. Nature Reviews Drug Discovery 2:267-77). Específicamente, estos fármacos potencian la formación de la memoria al reducir la cantidad de entrenamiento requerido para producir la memoria máxima de largo plazo. Si estos inhibidores PDE4 podían facilitar la rehabilitación motora después de la lesión en el cerebro en las ratas, se probó al reducir la cantidad de rehabilitación necesaria para recuperar la función locomotora habilitada. Para ese propósito, se entrenaron las ratas hasta un desempeño de criterio en una tarea locomotora habilitada, la tarea de etapa escalonada. Después de alcanzar el desempeño de los criterios, se lesionaron las ratas al usar el dispositivo de lesión LFP y se dejaron recuperar durante 1 semana. Siete días después de la lesión (día de rehab. 1) , todos los grupos lesionados en el cerebro tuvieron una disrupción importante en el modo de andar y en la precisión del avance locomotor entrenado cuando se mide por un incremento importante en fallas en la pata (t = -18.36, p = 4.28e~25) (Fig 2A) y latencia cruzada (t = -13.52, p = 7.86e"19) (Fig 2B) comparado a la línea base previo a la lesión. Una ANOVA en el día de rehab. 1 no reveló diferencias importantes en el desempeño de línea base posterior a la lesión entre los grupos de tratamiento (F4, p = 0.632). Al día siguiente, se asignaron aleatoriamente las ratas para recibir ya sea la administración diaria de vehículo/inhibidores PDE4 con rehabilitación o la inyección diaria de vehículo/inhibidores PDE4 sin rehabilitación. Para las ratas que reciben rehabilitación, se observó un efecto importante del tratamiento con fármaco en los errores de la etapa escalonada (F2,32 = 7.50, p=0.02) y latencia. El análisis de Dunnett post-hoc reveló que tanto el grupo con HT-0712 (p = 0.008) como el grupo con rolipram (p = 0.004) se desempeñaron significativamente mejor que el grupo tratado con vehículo.

Además, se evaluó si la inyección diaria de vehículo /HT-0712 sin rehabilitación diaria mejoraría el desempeño en el día final del ensayo. Una comparación ANOVA en el día 10 mostró un efecto importante del tratamiento (F4,5o = 10.11, p = 0.00004). El análisis post-hoc de Bonferroni no reveló diferencias importantes entre los grupos de vehículo (p = 1.0), y sin diferencias importantes entre los grupos de inhibidores de PDE4 (p = 1.0). Sin embargo, todos los grupos que reciben inyecciones diarias de los inhibidores PDE4 se desempeñaron significativamente mejor que todos los controles inyectados con vehículo (no se muestran todas las comparaciones) . Específicamente el grupo con HT-0712 sin ninguna rehabilitación se desempeñó significativamente mejor que el grupo con vehículo sin ninguna rehabilitación (p=0.01) y significativamente mejor que el grupo con vehículo con rehabilitación (p=.028).

Inhibidores PDE4 Potencian la Rehabilitación Cognitiva Nuestros experimentos previos han demostrado que los inhibidores de PDE4, rolipram y HT-0712 pueden aminorar las deficiencias de memoria de largo plazo en ratones, específicamente, los ratones mutantes CBP+ ~. Estos ratones mutantes CBP+ " son un modelo de ratón del síndrome de Rubenstein-Taybi y tienen deficiencias de memoria provocadas por una lesión molecular en la trayectoria CREB (Bourtchouladze et al., Proc Nati Acad Sci U S A., 100(18): 10518-22, (2003); Olike et al., Hum Mol Genet. 8(3):387-96. (1999)). El tratamiento con el inhibidor de PDE4, HT-0712 al momento del entrenamiento, pudo restablecer la función de la memoria de largo plazo a niveles similares a los ratones de tipo silvestre. Diversos estudios han demostrado que las ratas lesionadas con LFP tienen deficiencias en la memoria de largo plazo (cita) . Se evaluaron dos principales hipótesis, (1) puede ser una administración simple del inhibidor de PDE4, HT-0712 dada al momento del entrenamiento, mejora las deficiencias de memoria en las ratas observadas con lesiones en el cerebro, y (2) puede usarse el inhibidor de PDE4, HT-0712 para facilitar la rehabilitación cognitiva en ratas lesionadas en el cerebro. Para probar estas hipótesis, se necesitó una tarea que: 1) requiriera la formación de la memoria de largo plazo, 2) permitiera el entrenamiento y ensayo repetidos de desempeño de la memoria, y 3) asegurara que el desempeño de un ensayo individual no se confundiera con el desempeño en la memoria de un ensayo previo. La tarea de reconocimiento de objetos reunió todos estos tres requerimientos. El reconocimiento de objetos es una tarea no adversa que se basa en el comportamiento exploratorio natural de la rata. Durante el entrenamiento para esta tarea, se presentan las ratas con dos objetos idénticos. Dada la exposición adecuada (tiempo de entrenamiento) , las ratas normales forman un LTM de un objeto explorado. Cuando las ratas se presentan con dos objetos diferentes (es decir, un objeto novedoso y un objeto previamente explorado) , las ratas escogerán gastar más tiempo explorando un objeto novedoso (cita) . Esta tarea se puede efectuar repetidamente en los mismos animales al exponerlos en serie a diferentes conjuntos de objetos novedosos. Asi, el reconocimiento de los objetos es una tarea ideal para evaluar estas hipótesis.

Previo a la lesión, las ratas se entrenan/prueban para 5 ensayos para memoria de reconocimiento de objetos 24 horas después del entrenamiento. En todos los ensayos, las ratas conservaron una memoria del objeto previamente explorado y desplegaron una preferencia para el objeto novedoso (FIG. 3E) . No hubieron diferencias importantes en el desempeño de la memoria entre los grupos los cuales recibirían posteriormente fármaco o vehículo (FIG. 3E) . Por lo tanto, todos los índices de discriminación de cada grupo se promediaron y se obtuvo un desempeño de línea base previo a la lesión para cada grupo (FIG. 3A) . Nuevamente no hubieron diferencias importantes entre grupos (p=0.391). Al término del ensayo 5, las ratas se lesionaron con el dispositivo LFP y se dejaron recuperar por 7 días. En el primer ensayo de línea base después de la lesión (FIG. 3B) , ambos grupos desplegaron deficiencias de memoria de largo plazo para el reconocimiento de objetos. No hubo diferencia estadísticamente importante entre los grupos (p=.665) en esta primera evaluación de línea base. Así, la lesión experimental en el cerebro resultó en deficiencias de memoria en el reconocimiento de objetos. A continuación, se determinó si el inhibidor de PDE4, HT-0712 podía potenciar la memoria de largo plazo para el reconocimiento de objetos en las ratas lesionadas en el cerebro. Se asignaron aleatoriamente las ratas a un grupo de tratamiento y se inyectaron 20 minutos previos a la sesión de entrenamiento ya sea con vehículo o HT-0712. Después de la evaluación, el grupo que recibe HT-0712 mostró una preferencia para el objeto novedoso y se desempeñó significativamente mejor que el grupo con vehículo (p=0.001) (FIG. 3B) . Así, una administración simple del inhibidor de PDE4 , HT-0712 pudo aminorar la deficiencia de memoria de largo plazo observada en las ratas lesionadas en el cerebro.

A continuación se determinó si estas ratas tuvieron memoria disfuncional de corto plazo además de las deficiencias de memoria de largo plazo. Para probar esto, ambos grupos (sin fármaco) se entrenaron y evaluaron para la retención de memoria de largo plazo (4 hr) . Ambos grupos mostraron la retención del objeto previamente explorado y tuvieron una preferencia por el objeto novedoso 4 hr después del entrenamiento (FIG. 3C) . No hubieron diferencias importantes entre grupos (p= 0.311). Por lo tanto, la lesión de LFP fragmentó la memoria de largo plazo de las ratas para el reconocimiento de objetos, pero dejó sin afectar la memoria de corto plazo al punto donde las ratas podían desempeñarse normalmente a las 4 horas después del entrenamiento.

Con objeto de determinar si la administración simple de HT-0712 cambió el desempeño de la memoria de largo plazo de la rata, se entrenaron los animales para un segundo momento sin inyección de fármaco o vehículo (FIG. 4A, día 0), Al evaluar no hubo una diferencia importante entre los grupos con vehículo y HT-0712 (p=0.607). Esto indicó que aunque una inyección sencilla de HT-0712 pudiera potenciar la memoria de largo plazo para ese ensayo, una administración sencilla del fármaco no aminoró las deficiencias de memoria de reconocimiento de objetos de los animales .

Se inició la rehabilitación cognitiva asistida por fármacos con HT-0712. Se les dieron a las ratas 5 ensayos de entrenamiento/ensayo OR. Se administraron las ratas ya sea con vehículo o HT-0712 a los 20 min previos a cada sesión de entrenamiento. En el día 1 de rehabilitación (p=0.001), día 2 (p=0.001), día 3 (p=0.007), y día 5 (p=0.001), el grupo HT-0712 se desempeñó significativamente mejor que el grupo con vehículo.

Para evaluar alguna mejora en la función de la memoria de largo plazo después de la rehabilitación cognitiva asistida por fármacos, se entrenaron/evaluaron las ratas sin tratamiento con el fármaco. El grupo que recibió rehabilitación cognitiva asistida por HT-0712 se desempeñó significativamente mejor que el grupo con vehículo (p=0.003) (FIG. 4B) . Esto implica que el inhibidor de PDE4 , HT-0712 dado durante la rehabilitación cognitiva repetida, pudo aminorar las deficiencias de memoria de largo plazo para reconocimiento de objetos, observadas en ratas lesionadas del cerebro.

Se determinó si la mejora observada en las deficiencias de memoria de largo plazo se debió a un efecto sub-agudo de la administración repetida de HT-0712, o se determinó un efecto de rehabilitación verdadero. Por lo tanto, se les permitió a las ratas reposar durante 1 semana y evaluar la función de memoria de largo plazo sin fármaco. Nuevamente el efecto de la rehabilitación cognitiva asistida con PDE4 persiste, y el grupo HT-0712 lo realiza mejor que el grupo tratado con vehículo (p=0.04) (FIG. 4C) .

Con objeto de determinar si este efecto fue de larga duración, se permitió a las ratas reposar por 7 semanas. Después de lo cual se manipularon y volvieron a habituar a la arena OR. Después de volverse a habituar (8 semanas después del final de la rehabilitación) , las ratas se probaron para desempeño OR. Nuevamente el grupo que recibe rehabilitación asistida con HT-0712 tienen un desempeño significativamente mejor que el grupo tratado con vehículo (p=0.012) (FIG. 5A) . De estas 2 conclusiones se puede establecer, primero que la lesión cerebral LFP resulta en deficiencias de larga duración en memoria de largo plazo para una tarea de reconocimiento de objetos, y, segundo, la rehabilitación cognitiva asistida por HT-0712 puede aminorar estas deficiencias de memoria de largo plazo para una tarea de reconocimiento de objetos.

Con objeto de determinar si esta rehabilitación era especifica para el reconocimiento de objetos o si se generalizaba a otras tareas dependientes del hipocampo, se evaluaron las ratas para el desempeño de la memoria en una tarea de condicionamiento del miedo de huella. En esta versión dependiente del hipocampo de esta tarea, se entrenan las ratas para asociar un tono (CS) con un choque (US) . Un intervalo "huella" de 30 seg separa el CS y US, haciendo esta tarea dependiente del hipocampo (McEcheron et al., Hippocampus, 8(6): 638-46, (1998). Cuando las ratas se probaron 1 semana después del entrenamiento, el grupo que recibe rehabilitación cognitiva asistida con HT-0712 tiene un desempeño significativamente mejor que el grupo con vehículo (p=0,012) (FIG. 5B) . Esto implica que la rehabilitación cognitiva asistida con HT-0712 se generaliza a una segunda tarea dependiente del hipocampo.

Debido a la rehabilitación cognitiva generalizada desde una tarea dependiente del hipocampo a otra, se determinó si la rehabilitación asistida por PDE4 fue específica para el método de rehabilitación o no generaliza mejoras en las modalidades múltiples. Específicamente, ¿los animales que también recibían rehabilitación motora asistida por PDE4 también ganarían el desempeño de memoria mejorado en una tarea no motora?. En tal punto, 1 semana después de la rehabilitación motora asistida por PDE4, las reatas con rehabilitación motora se entrenaron en la tarea de condicionamiento de miedo con huella y se probaron 1 semana más tarde. No hubieron diferencias importantes entre ninguno de los grupos de rehabilitación motora (p=0.185) (FIG. 5C) . Es cuestionable una comparación estadística directa entre los animales rehabilitados en lo motor y los animales rehabilitados en lo cognitivo para la memoria de miedo con huella. Un congelamiento pre-CS mucho mayor (datos no mostrados) se observó en los grupos con rehabilitación motora. Es posible que como un resultado del paradigma de entrenamiento de refuerzo negativo usado para motivar a los animales en la tarea de etapa escalonada, los animales tienen un miedo creciente generalizado a cualquier ambiente que no es de su jaula. Este miedo creciente generalizado desplegado como congelamiento puede haber ocultado algún efecto del tratamiento.

Todas las publicaciones, patentes y solicitudes de patente mencionadas en esta especificación se incorporan en la presente para referencia en la misma extensión como si cada publicación individual, patente o solicitud de patente se incorporara específicamente e individualmente para referencia.

Aunque esta invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencias a modalidades preferidas de la misma, se entenderá por aquellos expertos en la técnica que pueden hacerse varios cambios en la forma y detalles en la presente sin salirse del alcance de la invención abarcado por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (33)

REIVINDICACIONES

1. Un método para mejorar una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal caracterizado porque comprende tratar el animal con un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) en ausencia de entrenamiento cognitivo formal.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el animal es un humano.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la deficiencia cognitiva es retraso mental .

4. El método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque la deficiencia cognitiva es alteración de la memoria.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la alteración de memoria está asociada con la edad.

6. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la deficiencia cognitiva está asociada con una enfermedad o condición neurodegenerativa.

7. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la deficiencia cognitiva está asociada con una enfermedad o condición siquiátrica.

8. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la deficiencia cognitiva está asociada con una pérdida dependiente de trauma en la función cognitiva .

9. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la deficiencia cognitiva está asociada con un defecto genético.

10. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la deficiencia cognitiva resulta de manipulación de células madre neuronales.

11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) se selecciona de rolipram o compuestos de la Fórmula I: en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa ciclopentilo" y enantiómeros y mezclas de los mismos.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11 caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa (PDE4) comprende la estructura: en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa "ciclopentilo" .

13. Un método para proporcionar una mejora sostenida en una deficiencia cognitiva asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal, caracterizado porque comprende administrar al animal un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4); y detectar la mejora sostenida .

14. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque comprende la etapa de entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la ganancia en el desempeño se alcanza con relación al desempeño de la tarea cognitiva alcanzada solo por entrenamiento.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el entrenamiento comprende sesiones de entrenamiento múltiples.

17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 se administra antes y durante cada sesión de entrenamiento.

18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 se administra después de cada sesión de entrenamiento.

19. Un método para mejorar la estimulación de actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal, tal como aquel que subyace en circuitos neuronales específicos, en un animal, caracterizado porque comprende tratar el animal con un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) en ausencia de entrenamiento cognitivo formal.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el animal es un humano.

21. Un método para proporcionar mejora sostenida en la estimulación de la actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal, tal como aquel que subyace en circuitos neuronales específicos, en un animal, caracterizado porque comprende administrar al animal un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4); y, detectar la mejora sostenida.

22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado además porque comprende la etapa de entrenar al animal bajo condiciones suficientes para estimular o inducir actividad neuronal o un patrón de actividad neuronal en el animal.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el animal es un humano.

24. Un método para mejorar una deficiencia motora asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal, caracterizado porque comprende tratar el animal con un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) en ausencia de entrenamiento cognitivo formal.

25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el animal es un humano.

26. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) se selecciona de rolipram o compuestos de la Fórmula I : en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa "ciclopentilo" y enantiómeros y mezclas de los mismos.

27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4) comprende la estructura: en donde "Me" significa "metilo" y "cPent" significa "ciclopentilo" .

28. Un método para proporcionar mejora sostenida en una deficiencia motora asociada con un trastorno o condición del sistema nervioso central (SNC) en un animal, caracterizado porque comprende administrar al animal un inhibidor de fosfodiesterasa 4 (PDE4); y detectar la mejora sostenida .

29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque comprende la etapa de entrenar al animal bajo condiciones suficientes para producir una mejora en el desempeño de una tarea cognitiva particular.

30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la ganancia en el desempeño se alcanza con relación al desempeño de la tarea cognitiva alcanzada solo por entrenamiento.

31. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el entrenamiento comprende sesiones de entrenamiento múltiples.

32. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 se administra antes y durante cada sesión de entrenamiento.

33. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el inhibidor de fosfodiesterasa 4 se administra después de cada sesión de entrenamiento.