PT100424A - PROCESS AND TEST SYSTEM FOR NEUROTROFIN ACTIVITY - Google Patents
PROCESS AND TEST SYSTEM FOR NEUROTROFIN ACTIVITY Download PDFInfo
- Publication number
- PT100424A PT100424A PT100424A PT10042492A PT100424A PT 100424 A PT100424 A PT 100424A PT 100424 A PT100424 A PT 100424A PT 10042492 A PT10042492 A PT 10042492A PT 100424 A PT100424 A PT 100424A
- Authority
- PT
- Portugal
- Prior art keywords
- cell
- bdnf
- oligonucleotide
- cells
- neurotrophic factor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/55—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having seven-membered rings, e.g. azelastine, pentylenetetrazole
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/475—Growth factors; Growth regulators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
- C12Q1/6886—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material for cancer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
- G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
- G01N33/5011—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing antineoplastic activity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/136—Screening for pharmacological compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/142—Toxicological screening, e.g. expression profiles which identify toxicity
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Zoology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Oncology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
Description
73 889 6526-089-118 -2-73 889 6526-089-118 -2-
MEMÓRIA DESCRITIVADESCRIPTIVE MEMORY
Campo do InventoField of the Invention
Este invento refere-se a composições farmacêuticas e processos para o tratamento de mamíferos portadores de células tumorais que expressam factores neurotróficos e que utilizam um mecanismo de ansa autócrina para sobrevivência. Mais especificamente, este invento refere-se a processos de interrupção da via de transdução do sinal do factor neurotrófico derivado de cérebro ("BDNP") e ocasionando a morte celular em células que expressam BDNF.This invention relates to pharmaceutical compositions and methods for the treatment of mammals bearing tumor cells which express neurotrophic factors and which utilize an autocrine loop mechanism for survival. More specifically, this invention relates to methods of disrupting the brain-derived neurotrophic factor signal transduction pathway (" BDNP ") and causing cell death in BDNF-expressing cells.
Historial do Invento A. Tumores Derivados da Cristã Neural 0 termo neuroblastoma é usado para designar o espectro de neoplasmas neurogénicos derivados de neuroblastos do simpático embrionário, células da cristã neural e da camada manto do tubo neural. Tumores neuroblastoma, os neoplasmas mais comummente diagnosticados em crianças com menos de 1 ano de idade, ocorrem com uma frequência de 1 em cada 10 000 nascimentos.BACKGROUND OF THE INVENTION A. Neural Christian Derived Tumors The term neuroblastoma is used to denote the spectrum of neurogenic neoplasms derived from neuroblasts of the embryonic sympathetic, neural Christian cells and the mantle layer of the neural tube. Neuroblastoma tumors, the most commonly diagnosed neoplasms in children under 1 year of age, occur with a frequency of 1 in 10,000 births.
Neuroblastoma é considerada a terceira malignidade mais comum na infância, contabilizando para aproximadamente 10% de todas as neoplasias pediátricas, e pelo menos 15% de todas as mortes relacionadas com o cancro em crianças.Neuroblastoma is considered the third most common malignancy in childhood, accounting for approximately 10% of all pediatric malignancies, and at least 15% of all cancer-related deaths in children.
Bioquimicamente, os neuroblastomas contêm frequentemente elementos de ambas as vias de neurotransmissores adrenérgicos e colinérgicos. Eles expressam enolase específica de neurónio e proteínas neurofilamentosas e exibem crescimento celular, em cultura, aderente ao substrato, com formação de neurite. Talvez o facto mais saliente do neuroblastoma humano seja a amplificação do oncogene N-myc, que tem sido identificado em 19 de 22 linhas de células de neuroblastoma e em aproximadamente 31% dos tecidos tumorais de pacientes com etapa III e etapa IV de neuroblastoma [Kohl et al.. Science. 226: 1335 (1984)]. A linha de células de neuroblastoma humano SK-N-SH e a sua derivada SH-SY5Y são de origem toráxica e não da cristã neural e não expressam N-myc amplificado, mas expressam N-ras. 73 889 6526-089-118 -3-Biochemically, neuroblastomas often contain elements of both adrenergic and cholinergic neurotransmitter pathways. They express neuron-specific enolase and neurofilament proteins and exhibit cell growth, in culture, adherent to the substrate, with formation of neuritis. Perhaps the most salient fact of human neuroblastoma is the amplification of the N-myc oncogene, which has been identified in 19 of 22 neuroblastoma cell lines and in approximately 31% of the tumor tissues of stage III and stage 4 neuroblastoma patients [Kohl et al., Science. 226: 1335 (1984)]. The SK-N-SH human neuroblastoma cell line and its SH-SY5Y derivative are of thoracic origin and not of the neural Christian and do not express amplified N-myc but express N-ras. 73 889 6526-089-118 -3-
Outra classe de tumores, o carcinoma do pulmão de célula pequena (SCLC) partilha uma linhagem de desenvolvimento comum com os neuroblastomas, sendo ambas aparentemente derivadas de células progenitoras neurais com origem na cristã neural [ Carney, Câncer Res.. 45.:2913 (1985); Gazdar et al.. Câncer Res.. 45.: 2924 (1985)]. 0 carcinoma do pulmão de célula pequena representa aproximadamente um terço de todos os cancros do pulmão. Embora em vários neuroblastomas seja conhecida a expressão de níveis amplificados de N-mvc. os SCLC são geralmente caracterizados por níveis activados de N-myc ou de L-mvc. Os carcinomas de célula pequena representam aproximadamente 20-25% de todas as malignidades pulmonares, produzindo uma incidência de aproximadamente 25 000-30 000 casos por ano nos Estados Unidos, e são, de longe, as malignidades pulmonares mais agressivas. 0 SCLC é frequentemente (70%-90%) de apresentação metastática. Carcinomas de célula pequena são de origem neuroectodérmica. Estes tumores possuem propriedades de absorção e incorporação e descarboxilação do precursor de amina (APUD), e outras características neuronais, tais como a produção de péptidos neuroactivos. Os síndromes paraneoplásticos, tais como neuropatia sensorial subaguda, ocorrem com maior frequência entre vítimas de célula pequena do que outros cancros pulmonares. B. Neurotrofinas e Seus Recentores 0 desenvolvimento e função do sistema nervoso depende de proteínas, denominadas factores neurotróficos, originalmente definidas pela sua capacidade de apoiar a sobrevivência de células neuronais. Para além de promover a sobrevivência neuronal, estes factores podem influenciar processos de proliferação e diferenciação no sistema nervoso e podem também ter acções fora do sistema nervoso. Muito tem sido aprendido sobre a molécula de sobrevivência prototípica neuronal, factor de crescimento do nervo (NGF) e, mais recentemente, os seus dois parentes estruturais, factor neurotrófico derivado de cérebro (BDNF) e neurotrofina-3 (NT-3). Estas três proteínas, juntamente 73 889 6526-089-118 -4—Another class of tumors, small cell lung carcinoma (SCLC) shares a common developmental line with neuroblastomas, both apparently derived from neural progenitor cells originating in the neural Christian [Carney, Cancer Res .. 45: 2913 ( 1985); Gazdar et al., Cancer Res. 45: 2924 (1985)]. Small cell lung carcinoma accounts for about one-third of all lung cancers. Although expression of amplified levels of N-mvc is known in several neuroblastomas. SCLCs are generally characterized by activated levels of N-myc or L-mvc. Small cell carcinomas account for approximately 20-25% of all lung malignancies, producing an incidence of approximately 25,000-30,000 cases per year in the United States, and are by far the most aggressive lung malignancies. SCLC is often (70% -90%) of metastatic presentation. Small cell carcinomas are of neuroectodermal origin. These tumors have absorption and incorporation and decarboxylation properties of the amine precursor (APUD), and other neuronal characteristics, such as the production of neuroactive peptides. Paraneoplastic syndromes, such as subacute sensory neuropathy, occur more frequently among small cell victims than other lung cancers. B. Neurotrophins and Their Developers The development and function of the nervous system depends on proteins, called neurotrophic factors, originally defined by their ability to support the survival of neuronal cells. In addition to promoting neuronal survival, these factors can influence processes of proliferation and differentiation in the nervous system and may also have actions outside the nervous system. Much has been learned about the neuronal prototypic survival molecule, nerve growth factor (NGF), and, more recently, its two structural relatives, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and neurotrophin-3 (NT-3). These three proteins, together 73 889 6526-089-118 -4-
com a recentemente identificada neurotrofina-4 [Hollbook et al.. Neuron, 6.:845-58 (1991)], compreendem uma família (designada "neurotrofinas"), da qual cada membro partilha com os outros cerca de 55% a 60% de identidade da sequência de aminoácidos. A compreensão dos papéis biológicos destes factores neurotroficos requer a caracterização das vias de transdução de sinal e do receptor que eles usam para exercer os seus efeitos. A família trk de receptores da proteína tirosina-quinase tem sido identificada como receptores biologicamente funcionais para as neurotrof inas. O BDNF é uma molécula de sobrevivência neuronal que é capaz de se ligar ao receptor trk da superfície celular conhecida como trkB, que possui uma actividade intrínseca de proteína quinase e é principalmente expressa no sistema nervoso [Kaplan et al.. Nature. 350:158 (1991); Klein et al. . Cell. 65.:189 (1991), Hempstead et al♦ . Nature. 350: 678 (1991)]. 0 gene trkB codifica uma proteína que liga e medeia respostas funcionais tanto para BDNF como NT-3 [Pedido de Patent Internacional PCT W091/03568; Squinto et al. . Cell. 65:885 (1991); Glass et al.. Cell. 66^:405-413 (1991); Soppet et al.. Cell. 65:895 (1991)]. A recente introdução de receptores trk em fibroblastos permitiu a criação de células que apresentam respostas biológicas para factores neurotróficos que mimetizam as acções de factores de crescimento tradicionais. A introdução do receptor trkB nas células NIH 3T3 que necessitam de certos factores de crescimento (FGF ou PDGF) para proliferação e sobrevivência, resultaram em células capazes de sobreviverem em níveis exógenos, fisiologicamente apropriados, de BDNF ou NT-3. Tais modelos proporcionam um poderoso sistema de ensaio que pode ser usado para detectar e/ou medir a actividade da neurotrofina, para identificar agentes que exibem uma actividade semelhante à da neurotrofina e para identificar antagonistas que bloqueiam a ligação de ligandos aos receptores da neurotrofina [Glass et al.. supra1. A utilização de receptores de tirosina quinases pela 73 889 6526-089-118 5with the newly identified neurotrophin-4 [Hollbook et al., Neuron, 6: 845-58 (1991)], comprise a family (designated " neurotrophins "), from which each member shares with the others about 55% to 60% amino acid sequence identity. Understanding the biological roles of these neurotrophic factors requires the characterization of the signal transduction pathways and the receptor they use to exert their effects. The trk family of tyrosine kinase protein receptors have been identified as biologically functional receptors for neurotrophins. BDNF is a neuronal survival molecule that is capable of binding to the trk receptor on the cell surface known as trkB, which has an intrinsic protein kinase activity and is primarily expressed in the nervous system [Kaplan et al., Nature. 350: 158 (1991); Klein et al. . Cell. 65: 189 (1991), Hempstead et al. Nature. 350: 678 (1991)]. The trkB gene encodes a protein that binds and mediates functional responses to both BDNF and NT-3 [PCT International Application WO 91/03568; Squinto et al. . Cell. 65: 885 (1991); Glass et al., Cell. 66: 405-413 (1991); Soppet et al., Cell. 65: 895 (1991)]. The recent introduction of trk receptors into fibroblasts has allowed the creation of cells that present biological responses to neurotrophic factors that mimic the actions of traditional growth factors. Introduction of the trkB receptor in NIH 3T3 cells that require certain growth factors (FGF or PDGF) for proliferation and survival, resulted in cells capable of surviving at exogenous, physiologically appropriate levels of BDNF or NT-3. Such models provide a powerful assay system that can be used to detect and / or measure neurotrophin activity, to identify agents exhibiting neurotrophin-like activity, and to identify antagonists that block ligand binding to neurotrophin receptors [Glass et al., supra1. The use of tyrosine kinase receptors by 73 889 6526-089-118
família de factores neurotróficos relacionados com NGF, sugere que os mecanismos de transdução de sinal utilizados pelos neurónios se assemelham fundamentalmente aos utilizados por outros tipos de células em resposta a factores mitogénicos. Esta verificação é consistente com dados recentes em que factores neurotróficos podem actuar como mitogénios em certos contextos [Cattaneo e McKay, Nature. 347:762 (1991); Glass et al., supra). BDNF e NT-3 podem servir como factores de sobrevivência e/ou mitogénicos para precursores neuronais que ainda não tenham atingido um fenótipo pós-mitótico.family of neurotrophic factors related to NGF, suggests that the signal transduction mechanisms used by neurons resemble fundamentally those used by other cell types in response to mitogenic factors. This finding is consistent with recent data in which neurotrophic factors may act as mitogens in certain contexts [Cattaneo and McKay, Nature. 347: 762 (1991); Glass et al., Supra). BDNF and NT-3 may serve as survival and / or mitogenic factors for neuronal precursors that have not yet reached a postmitotic phenotype.
Juntamente com a família trk das proteínas tirosina-quinase que tem sido identificada como receptores biologicamente funcionais para as neurotrofinas, as quinases ERK representam uma família recentemente identificada e molecularmente clonada de proteínas quinase extracelulares reguladas por sinal [Boulton et al. . Cell. 65.:663-75 (1991)]. A actividade da ERK é rapidamente activada em resposta à estimulação de células pelo factor de crescimento (i.e., insulina e NGF) e representa uma classe de quinases Ser/Thr intracelulares que são elas próprias fosforiladas na tirosina [Boulton et al.. supra]. Tem sido demonstrado in vitro que a fosforilação da tirosina das ERK aumenta grandemente a sua actividade de quinase. C. Tecnologia Anti-sentido A compreensão dos acontecimentos moleculares que orientam a regulação da proliferação, diferenciação e sobrevivência das células devem, no final, conduzir à concepção racional de drogas especificamente direccionadas para o tratamento de várias doenças incluindo cancro, imunodeficiência e neurodegenerescência. Recentemente surgiu uma poderosa ferramenta experimental que permite, por meios selectivos e eficazes, a inibição da expressão de produtos chave do gene que se sabe estarem envolvidos no controlo de proliferação, diferenciação e sobrevivência de células eucariotas. A técnica envolve o uso de moléculas de ADN ou ARN anti-sentido concebidas para proporcionar o bloqueio da tradução destas proteínas chave da regulação celular. Esta tecnologia permitiu a contribuição -6Together with the trk family of tyrosine kinase proteins that have been identified as biologically functional receptors for neurotrophins, ERK kinases represent a newly identified and molecularly cloned family of extracellular protein-regulated signal kinases [Boulton et al. . Cell. 65: 663-75 (1991)]. ERK activity is rapidly activated in response to stimulation of cells by growth factor (i.e., insulin and NGF) and represents a class of intracellular Ser / Thr kinases that themselves are phosphorylated on tyrosine [Boulton et al., Supra]. It has been demonstrated in vitro that ERK tyrosine phosphorylation greatly increases its kinase activity. C. Antisense Technology Understanding the molecular events that guide the regulation of cell proliferation, differentiation, and survival should ultimately lead to the rational design of drugs specifically targeted to the treatment of various diseases including cancer, immunodeficiency, and neurodegeneration. Recently a powerful experimental tool has emerged that allows, by selective and effective means, inhibition of the expression of key gene products known to be involved in the control of proliferation, differentiation and survival of eukaryotic cells. The technique involves the use of antisense DNA or RNA molecules designed to provide translation blocking of these key regulatory proteins. This technology allowed the contribution -6
-6 C. X 73 889 6526-089-118 directa da função do produto de um gene único durante importantes períodos de transição celular, pela criação de um mutante nulo para um produto genético específico.-6 C. X 73 889 6526-089-118 the function of the product of a single gene during important periods of cell transition, by creating a null mutant for a specific gene product.
Correntemente, existem duas abordagens principais para atingir o bloqueio da tradução dirigida anti-sentido da síntese proteica. 0 primeiro processo faz uso de construções genéticas transfectadas estavelmente e dirigidas ao promotor, concebidas para sintetizar constitutivamente sequências complementares de ARNm anti-sentido. Esta tecnologia resulta geralmente no bloqueio por hibridação, da tradução da proteína para um dado produto de um gene. Foi recentemente sugerido que a ARNase pode desempenhar um papel neste mecanismo pela clivagem dos dúplexes de ARN/ADN formados entre ARNm anti-sentido e ADN. Outros mecanismos possíveis incluem processamento nuclear diminuído ou a incapacidade do dúplex de ARN/ADN ser traduzido eficazmente. Uma abordagem alternativa para bloqueio da tradução anti-sentido conduzido por vector envolve a síntese de pequenos oligodesoxirribonucleótidos sintéticos anti-sentido 5' ou 3' (ADN anti-sentido). Vários trabalhos têm demonstrado recentemente a capacidade do ADN anti-sentido para bloquear a tradução de ARN seleccionados quando adicionados a células eucariotas in. vitro (revisão em Van der Krol et al. . Biotechnicrues. 6.: 958-973 (1988)). Várias abordagens têm sido tomadas para usar oligonucleótidos que são complementares para sequências alvo seleccionadas de ácido nucleíco celular ou virai, para modular a expressão da sequência alvo de ácido nucleico. Têm havido vários trabalhos sobre o uso de sequências específicas de ácido nucleico para inibir a replicação virai [ver por exemplo Goodchild et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 85:5507-5511 (1988); Wickstrom et al. . Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 85: 1028-1032 (1988); e Kawasaki, Nucl. Acids Res. . 13.:4491 (1985)]. Vários laboratórios tentaram desenvolver oligonucleótidos modificados que são relativamente permeáveis na membrana e resistentes a nucleases. Uma abordagem envolve o desenvolvimentoCurrently, there are two main approaches to achieving blocked translational antisense translation of protein synthesis. The first method makes use of stably transfected and promoter-directed genetic constructs designed to constitutively synthesize complementary antisense mRNA sequences. This technology generally results in blocking by hybridization, the translation of the protein into a given gene product. It has recently been suggested that RNase may play a role in this mechanism by cleaving the RNA / DNA duplexes formed between antisense mRNA and DNA. Other possible mechanisms include decreased nuclear processing or the inability of the RNA / DNA duplex to be efficiently translated. An alternative approach to blocking vector-driven antisense translation involves the synthesis of small synthetic 5 'or 3' anti-sense oligodeoxyribonucleotides (antisense DNA). Several papers have recently demonstrated the ability of antisense DNA to block translation of selected RNAs when added to eukaryotic cells in. vitro (review in Van der Krol et al., Biotechnology, 6: 958-973 (1988)). Several approaches have been taken to use oligonucleotides that are complementary to selected target sequences of cellular or viral nucleic acid to modulate the expression of the target nucleic acid sequence. There have been several works on the use of specific nucleic acid sequences to inhibit viral replication [see for example Goodchild et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 85: 5507-5511 (1988); Wickstrom et al. . Proc. Natl. Acad. Know. USA. 85: 1028-1032 (1988); and Kawasaki, Nucl. Acids Res. 13: 4491 (1985)]. Several laboratories have attempted to develop modified oligonucleotides that are relatively membrane permeable and nucleases resistant. One approach involves the development of
3 J 73 889 6526-089-118 -7-3 J 73 889 6526-089-118 -7-
de análogos ollgonucleotídlcos não iónlcos. Exemplos de tais análogos incluem metilfosfonatos [Smith et elf Proc. Natl.of nonionic oligonucleotide analogs. Examples of such analogues include methylphosphonates [Smith et al., Proc. Natl.
Acad. Sei. USA. 83;2787-2791 (1986); Agris et al.. Biochemistrv. 25: 6268-6275 (1986); Jayaraman et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 78.:1537-1541 (1981)]; fosforotioatos [Agarwal et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 83.:4143-4146 (1988); Matsukura et al. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 84.:7706-7710 (1987); Marcus-Sekura et al.. Nucl. Acids Res. 15: 5749-5763 (1987)]; e fosforamidatos [Agarwal et al. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 83:4143-4146 (1988)].Acad. Know. USA. 83, 2787-2791 (1986); Agris et al., Biochemistry. 25: 6268-6275 (1986); Jayaraman et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 78: 1537-1541 (1981)]; phosphorothioates [Agarwal et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 83: 4314-4146 (1988); Matsukura et al. Proc. Natl. Acad. Know. USA. 84: 7706-7710 (1987); Marcus-Sekura et al., Nucl. Acids Res. 15: 5749-5763 (1987)]; and phosphoramidates [Agarwal et al. Proc. Natl. Acad. Know. USA. 83: 4143-4146 (1988)].
Tem-se especulado que os fosforotioatos podem, para além de se ligarem a sequências alvo complementares de ácidos nucleicos, dirigir também a inibição da ligação do iniciador à transcriptase reversa de HIV [Matsakura et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 84.:7706—7710 (1987)]. A inibição antimolde tem também sido descrita usando polinucleótidos, incluindo ácido policitidílico parcialmente tiolado [revisão em Stein e Cohen, Câncer Res.. 48:2659-2668 (1988)].It has been speculated that phosphorothioates may, in addition to binding to complementary nucleic acid target sequences, also direct inhibition of primer binding to HIV reverse transcriptase [Matsakura et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 84: 7706-7710 (1987)]. Antimold inhibition has also been described using polynucleotides, including partially thiolated polycytidylic acid [review in Stein and Cohen, Cancer Res. 48: 2659-2668 (1988)].
Outra abordagem tem envolvido a conjugação do oligonucleótido a uma molécula que irá aumentar a eficiência da absorção e incorporação do oligonucleótido pela célula. Exemplos destes conjugados incluem oligonucleótidos conjugados a colesterilo [Letsinger et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 86.:6533-6556 (1989)] e um conjugado de poli-L-lisina [Lemaitre et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 84:648-652 (1987)]. Outro exemplo inclui um oligonucleótido ligado através de um braço de ligação a um grupo que diminui o carácter anfofílico do produto final, de modo a aumentar a eficácia do transporte de membrana [Publicação PCT N9 W0 88/09810, publicada em 15 de Dezembro de 1988].Another approach has involved conjugation of the oligonucleotide to a molecule which will increase the efficiency of absorption and incorporation of the oligonucleotide into the cell. Examples of these conjugates include cholesteryl-conjugated oligonucleotides [Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 86: 6533-6556 (1989)] and a poly-L-lysine conjugate [Lemaitre et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 84: 648-652 (1987)]. Another example includes an oligonucleotide linked through a linker arm to a group that decreases the amphiphilic character of the final product, so as to increase the efficiency of membrane transport. [PCT Publication No. WO 88/09810, published December 15, 1988 ].
Outra abordagem que foi seguida envolve o uso de oligonucleótidos reactivos, i.e. oligonucleótidos anti-sentido ligados a agentes reactivos que são capazes de modificar o ácido nucleico alvo. Um destes grupos de agentes reactivos são agentes intercalantes que se podem ligar ao dúplex por inserção internaAnother approach that has been followed involves the use of reactive oligonucleotides, i.e. antisense oligonucleotides bound to reactive agents that are capable of modifying the target nucleic acid. One of these groups of reactive agents are intercalating agents that can bind to the duplex by internal insertion
entre pares de bases adjacentes, ou ligar a nucleósidos externos ou elementos fosfato, respectivamente. Exemplos de intercalantes que têm sido ligados a oligonucleótidos e a análogos de oligonucleótidos incluem acridina, antrídio, e psoralene fotossensibilizante [revisão em Zon, Pharm. Res.. 5.:539-549 (1989)]. Outro destes grupos de grupos reactivos acoplados a oligómeros inclui complexos de metais tais como EDTA-Fe(II), o-fenantrolina-Cu(I), ou porfirina-Fe(II) [revisão em Krol et al.. Biotechniques. 6.:958-976 (1988)]. Estes compostos podem gerar radicais hidroxilo na presença de oxigénio molecular e um agente redutor. Os radicais resultantes podem clivar a cadeia complementar no seguimento do ataque à estrutura do ácido nucleico alvo.between adjacent base pairs, or binding to external nucleosides or phosphate elements, respectively. Examples of intercalators that have been linked to oligonucleotides and oligonucleotide analogues include acridine, anthldride, and photosensitizing psoralen [review in Zon, Pharm. Res., 5: 53-549 (1989)]. Other such groups of reactive groups coupled to oligomers include metal complexes such as EDTA-Fe (II), o-phenanthroline-Cu (I), or porphyrin-Fe (II) [review in Krol et al. Biotechniques. 6: 958-976 (1988)]. These compounds may generate hydroxyl radicals in the presence of molecular oxygen and a reducing agent. The resulting radicals may cleave the complementary strand following the attack on the target nucleic acid framework.
Existem muitas publicações recentes que tratam da inibição por oligonucleótidos anti-sentido. Por exemplo, a proliferação de melanomas humanos malignos tem sido inibida in vitro por oligonucleótidos anti-sentido dirigidos contra factores de crescimento de fibroblastos básicos [Becker et al.. EMBO J. 8.: 3685 (1989)]. Foi observado que a formação de ARN anti-sentido para parte do gene humano N-mvc por via de um vector de expressão de replicação epissomal, bloqueava a transdiferenciação de linhas de células de tumores neuroectodérmicos [Whitesell et al. . Mol. Cell. Biol. . 11(3):1360-1371 (1991)]. Oligonucleótidos anti-sentido para o gene da proteína tau associada ao microtúbulo neuronal, quando adicionados aos meios de cultura, inibiram a polaridade da neurite em neurónios primários do cerebelo [Caceres e Kosik, Nature. 343:461 (1990)]. Um oligonucleótido anti-sentido para o factor de crescimento beta 3 transformante inibiu a transformação do epitélio-mesênquima de células endoteliais cardíacas embrionárias em culturas de explantes [Potts et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 88:1516-1520 (1991)]. D. Ansas Autócrinas 0 envolvimento do mecanismo de crescimento autócrino em neoplasia foi primeiramente identificado em 1980 [Sporn e Todaro, N. Encl. J. Med.. 308:878-80 (1980)]. As ansasThere are many recent publications dealing with inhibition by antisense oligonucleotides. For example, proliferation of malignant human melanomas has been inhibited in vitro by antisense oligonucleotides directed against basic fibroblast growth factors [Becker et al., EMBO J. 8, 3685 (1989)]. It was observed that formation of antisense RNA for part of the human N-mvc gene via an episomal replication expression vector, blocked the transdifferentiation of neuroectodermal tumor cell lines [Whitesell et al. . Mol. Cell. Biol. . 11 (3): 1360-1371 (1991)]. Antisense oligonucleotides for the tau protein gene associated with the neuronal microtubule, when added to culture media, inhibited the polarity of neuritis in primary cerebellar neurons [Caceres and Kosik, Nature. 343: 461 (1990)]. An antisense oligonucleotide for transforming beta-3 growth factor inhibited transformation of the mesenchymal epithelium of embryonic cardiac endothelial cells into explant cultures [Potts et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 88: 1516-1520 (1991)]. D. Autocrine Ansas The involvement of the autocrine growth mechanism in neoplasia was first identified in 1980 [Sporn and Todaro, N. Encl. J. Med., 308: 878-80 (1980)]. The loops
I 73 889 6526-089-118 -9-I 73 889 6526-089-118 -9-
autócrinas têm sido observadas para várias moléculas de factor de crescimento e linhas de células tumorais. Certas células tumorais são conhecidas por sintetizar e dar resposta a factores de crescimento que são necessários para um crescimento e divisão celulares normais. Por via de sinalização autócrina, as células respondem a substâncias que elas próprias produzem. As ansas autócrinas podem servir para acelerar ou amplificar uma resposta celular em células tumorais porque essa célula está menos dependente do seu meio ambiente para a sua existência.autocrine have been observed for various growth factor molecules and tumor cell lines. Certain tumor cells are known to synthesize and respond to growth factors that are required for normal cell growth and cell division. Through autocrine signaling, the cells respond to substances that they themselves produce. Autocrine loops can serve to accelerate or amplify a cellular response in tumor cells because that cell is less dependent on its environment for its existence.
Em alguns casos, as ansas autócrinas têm sido definidas experimentalmente pelo uso de abordagens anti-sentido para a ruptura da ansa autócrina. Por outras palavras, a mera capacidade de um oligonucleótido, que seja anti-sentido para um factor em particular, para afectar adversamente o crescimento celular é indicador de que essa célula está a sintetizar esse factor e o factor é necessário para o crescimento ou sobrevivência da célula. Em tais situações, a existência de receptores celulares para o factor ou até a libertação do factor de crescimento para o meio ambiente pode não ser detectável.In some cases, autocrine loops have been experimentally defined by the use of antisense approaches for autocrine loop rupture. In other words, the mere ability of an oligonucleotide, which is antisense to a particular factor, to adversely affect cell growth is indicative that that cell is synthesizing that factor and the factor is required for the growth or survival of the cell. In such situations, the existence of cellular receptors for the factor or even the release of growth factor into the environment may not be detectable.
Os oligonucleótidos anti-sentido têm sido utilizados para demonstrar que o factor de crescimento beta transformante serve como factor autócrino de diferenciação celular responsável pela transformação de células epiteliais em células do mesênquima [Potts et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 88:1516 (1991)]. Têm sido utilizadas abordagens anti-sentido para demonstrar que o factor de crescimento de fibroblasto básico parece ser necessário para a proliferação por estimulação autócrina de ambos os melanomas humanos [Becker et al. . EMBQ J. , 8.:3685 (1989)] e de astrócitos humanos transformados [Morrison et al. . J. Biol. Chem., 266:728 (1991)]. Oligonucleótidos anti-sentido contra a hormona do crescimento inibem a proliferação de linfócitos [Weigent et al.. Endocrinoloav. 128:2053 (1991)]. E. Inibidores de Proteína-Ouinase Têm sido utilizados inibidores específicos de fosforilação proteica para estudar o efeito de várias quinases e as suasAntisense oligonucleotides have been used to demonstrate that transforming beta-growth factor serves as the autocrine factor of cell differentiation responsible for transformation of epithelial cells into mesenchymal cells [Potts et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 88: 1516 (1991)]. Antisense approaches have been used to demonstrate that basic fibroblast growth factor appears to be necessary for the proliferation by autocrine stimulation of both human melanomas [Becker et al. . EMBQ J., 8: 3685 (1989)] and transformed human astrocytes [Morrison et al. . J. Biol. Chem., 266: 728 (1991)]. Growth hormone anti-sense oligonucleotides inhibit lymphocyte proliferation [Weigent et al., Endocrinol. 128: 2053 (1991)]. E. Protein-Ouinase Inhibitors Specific inhibitors of protein phosphorylation have been used to study the effect of various kinases and their
73 889 6526-089-118 -10- acções na fosforilação de proteínas celulares chave para a actividade biológica do factor de crescimento do nervo nas suas células alvo. O inibidor de guinase K252a, isolado a partir de um caldo de cultura de Nocardiosis sp. e seus derivados, estão descritos nas Patentes dos E.U.A. Nfi 4 555 402; 4 877 776; e 4 923 986, documentos estes que são aqui incorporados por referência, o K252a e a estauroesporina foram inicialmente caracterizados como potentes inibidores in vitro de proteína-quinases c (PKC) e de quinase cíclica dependente de nucleótidos [Kase et al.. Biochem. Biophys. Res. Comnt. 142:436-440 (1987)], mas sabe-se agora que possuem acções mais vastas que incluem a inibição de proteína--quinases específicas de tirosina [Fujita-Yamaguchi e Kathuria, Biochem. Biophvs. Res. Comm. 157:955-962 (1988); 0'Brian e Ward, J. Natl. Canc. Instit. 82.:1734-1734 (1990)]. Verificou-se que concentrações nanomolares de K252a e seus derivados inibem in vitro, de um modo algo selectivo, a proteína*guinase C, proteína--quinases dependentes de AMP cíclico e de GMP cíclico, quinase da cadeia leve da miosina, e fosfodiesterase dependente de calmodulina [Kase et al.. Biochem. Biophvs. Res. Commun. 142:43640 (1987); Nakanishi, J. Biol. Chem., 263:6215-19 (1988); Kase et al. . J. Antibiotic. 39.:1059-60 (1986)]. o mecanismo da inibição selectiva da quinase aparece relacionado com uma competição para o local de ligação da adenosina-5,-trifosfato (ATP), na enzima.Actions on the phosphorylation of key cellular proteins for the biological activity of nerve growth factor in their target cells. The guinase inhibitor K252a, isolated from a culture broth of Nocardiosis sp. and derivatives thereof, are described in U.S. Patents 4,555,402; 4,877,776; and 4,923,986, which documents are incorporated herein by reference, K252a and staurosporine were initially characterized as potent inhibitors of in vitro protein kinase c (PKC) and nucleotide-dependent cyclic kinase [Kase et al., Biochem. Biophys. Com. 142: 436-440 (1987)], but are now known to have broader actions including inhibition of tyrosine-specific protein kinases [Fujita-Yamaguchi and Kathuria, Biochem. Biophys. Comm. 157: 955-962 (1988); O'Brian and Ward, J. Natl. Canc. Instit. 82: 1734-1734 (1990)]. Nanomolar concentrations of K252a and its derivatives have been shown to inhibit in some rather selective manner the protein * guinase C, cyclic AMP and cyclic GMP-dependent protein kinases, myosin light chain kinase, and phosphodiesterase-dependent of calmodulin [Kase et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 142: 43640 (1987); Nakanishi, J. Biol. Chem., 263: 6215-19 (1988); Kase et al. . J. Antibiotic. 39: 1059-60 (1986)]. the mechanism of selective kinase inhibition appears to be related to competition for the binding site of adenosine-5, triphosphate (ATP) in the enzyme.
Embora o K252a e a eatauroesporina não pareçam diminuir as respostas a FGF ou EGF em células PC12, eles são capazes de bloquear os processos de sinalização induzidos por NGF mais precocemente detectáveis, incluindo a fosforilação da tirosina induzida por NGF. Também se mostrou que o K252a inibe excrescências, induzidas por NGF, de neurites de culturas primárias de explantes de gânglios embrionários de raiz dorsal, bem como bloqueia completamente a actividade de sobrevivência de NGF em culturas primárias de neurónios do simpático de embrião de pinto [Matsuda e Fukuda, Neurosei. Lett.. 87:11-17 (1988); Borasio, Neurosci. Lett.. 108:207-12 (1990)].Although K252a and eataurospores do not appear to decrease FGF or EGF responses in PC12 cells, they are able to block the earlier detectable NGF-induced signaling processes, including NGF-induced tyrosine phosphorylation. K252a has also been shown to inhibit NGF induced excrescences of neurites from primary cultures of dorsal root embryonic explants as well as completely blocks NGF survival activity in primary cultures of chick embryo sympathetic neurons [Matsuda and Fukuda, Neurosis. Lett., 87: 11-17 (1988); Borasio, Neurosci. Lett., 108: 207-12 (1990)].
73 889 Λ 6526-089-118 -11-73 889 Λ 6526-089-118 -11-
Outra classe de inibidores da proteína-quinase da tirosina, a classe de inibidores tiazolidinadiona, demonstrou autofosforilação de receptor específica, induzida pelo factor de crescimento epidérmico (EGF) e tem mostrado ser inibidora de células dependentes de EGF [Geissler et al. . "Thiazolidine-Diones," J. Biol. Chem.. 265:22255-22261 (1990)]. Estes inibidores são análogos ao K252a no seu mecanismo específico de interrupção das alterações celulares mediadas pelo factor de crescimento.Another class of tyrosine protein kinase inhibitors, the class of thiazolidinedione inhibitors, has demonstrated specific epidermal growth factor (EGF) -induced receptor autophosphorylation and has been shown to be an inhibitor of EGF-dependent cells [Geissler et al. . " Thiazolidine-Diones, " J. Biol. Chem., 265: 22255-22261 (1990)]. These inhibitors are analogous to K252a in its specific mechanism of disruption of growth factor mediated cell changes.
Existe, na arte, tuna necessidade de processos e composições farmacêuticas capazes de reduzir o crescimento in vivo de células tumorais que expressem BDNF, tais como neuroblastomas, e de inibição da progressão do tumor. Em particular, existe uma necessidade de meios de interrupção da ansa autócrina de sobrevivência de BDNF de células tumorais que expressam BDNF.There is in the art a need for pharmaceutical processes and compositions capable of reducing in vivo growth of BDNF-expressing tumor cells, such as neuroblastomas, and of inhibiting tumor progression. In particular, there is a need for means of disrupting the autocrine loop of BDNF survival of BDNF-expressing tumor cells.
Sumário do Invento O presente invento é dirigido a um processo de tratamento de mamíferos portadores de uma célula tumoral de um tipo caracterizado pela expressão de um BDNF. Em particular, o presente invento refere-se à identificação de uma ansa autócrina de sobrevivência em células tumorais que expressam BDNF e meios para a interrupção da ansa autócrina de modo a provocar a morte da célula. O presente invento é, para além disso, dirigido a células recombinantes que servem como um sistema modelo para células, incluindo células tumorais, que estão dependentes de uma ansa autócrina para sobreviver. Tais células recombinantes proporcionam um meio para a pesquisa de compostos para eficácia terapêutica no tratamento de tumores que utilizam ansas autócrinas de sobrevivência.Summary of the Invention The present invention is directed to a method of treating mammals bearing a tumor cell of a type characterized by the expression of a BDNF. In particular, the present invention relates to the identification of an autocrine loop of survival in tumor cells expressing BDNF and means for disruption of the autocrine loop in order to cause cell death. The present invention is further directed to recombinant cells which serve as a template system for cells, including tumor cells, which are dependent on an autocrine loop to survive. Such recombinant cells provide a means for the screening of compounds for therapeutic efficacy in the treatment of tumors that utilize autocrine survival loops.
Num aspecto do invento, células recombinantes que expressam tanto BDNF como o receptor de trkB, e assim dependem de uma ansa autócrina de BDNF para sobrevivência, são utilizadas para identificar agentes que interrompem a ansa autócrina de BDNF e 73 889 6526-089-118In one aspect of the invention, recombinant cells expressing both BDNF and the trkB receptor, and thus depend on an autocrine loop of BDNF for survival, are used to identify agents that disrupt the autocrine loop of BDNF and 73 889 6526-089-118
-12--12-
que podem ser utilizadas para tratar células tumorais que dependam, de forma semelhante, dessas ansas autócrinas para sobrevivência e/ou proliferação.which can be used to treat tumor cells that similarly depend on such autocrine loops for survival and / or proliferation.
Num aspecto, o invento é dirigido a ácidos nucleicos de pelo menos seis nucleótidos que são anti-sentido para um gene ou ADNc que codifica para BDNF ou uma porção deste. "Anti-sentido", como é aqui usado, refere-se a um ácido nucleico capaz de hibridar com uma porção de ARN de BDNF (preferencialmente ARNm) em virtude de alguma complementaridade da sequência.In one aspect, the invention is directed to nucleic acids of at least six nucleotides that are antisense for a gene or cDNA encoding BDNF or a portion thereof. " Antisense ", as used herein, refers to a nucleic acid capable of hybridizing to a portion of BDNF RNA (preferably mRNA) by virtue of some complementarity of the sequence.
Os ácidos nucleicos anti-sentido do invento, que são utilizados para interromper uma ansa autócrina de sobrevivência de BDNF, podem ser oligonucleótidos que são de cadeia dupla ou cadeia simples, ADN ou ARN ou uma modificação ou derivado destes, os quais podem ser directamente administrados a uma célula, ou podem ser produzidos intracelularmente por transcrição de sequências exógenas introduzidas.The antisense nucleic acids of the invention, which are used to disrupt an autocrine loop of BDNF survival, may be oligonucleotides which are double stranded or single stranded, DNA or RNA or a modification or derivative thereof, which can be directly administered to a cell, or can be produced intracellularly by transcription of introduced exogenous sequences.
Noutro aspecto, este invento é dirigido ao uso de estauroesporina, K252a e seus derivados, ou outros inibidores de proteína-quinases, para interromper a ansa autócrina de sobrevivência de BDNF.In another aspect, this invention is directed to the use of staurosporine, K252a and its derivatives, or other protein kinase inhibitors, to disrupt the autocrine loop of BDNF survival.
Os ácidos nucleicos anti-sentido para BDNF e o K252a ou seus derivados proporcionados por este invento podem ser utilizados para o tratamento de tumores, cujas células do tipo de tumor demonstrem expressar BDNF.The antisense nucleic acids for BDNF and K252a or derivatives thereof provided by this invention can be used for the treatment of tumors whose tumor type cells demonstrate expressing BDNF.
Numa concretização, o invento é dirigido a processos para inibição da expressão de uma sequência de ácidos nucleicos de BDNF numa célula eucariota compreendendo proporcionar a célula com uma quantidade eficaz de uma composição compreendendo um ácido nucleico anti-sentido para BDNF, do invento.In one embodiment, the invention is directed to methods for inhibiting the expression of a BDNF nucleic acid sequence in a eukaryotic cell comprising providing the cell with an effective amount of a composition comprising an antisense nucleic acid for BDNF of the invention.
Noutra concretização deste invento, estauroesporina, K252a ou seus derivados ou outros inibidores de proteína quinase, podem ser usados para interromper a ansa autócrina de BDNF aoIn another embodiment of this invention, staurosporin, K252a or derivatives thereof or other protein kinase inhibitors, can be used to disrupt the autocrine loop of BDNF at
73 889 6526-089-118 -13- -13- nlvel do receptor da superfície celular por inibição da fosforilação do receptor de BDNF.Cell surface receptor level by inhibition of BDNF receptor phosphorylation.
Noutra concretização, a identificação de células que expressam BDNF funcional ou outros receptores de neurotrofina pode ser realizada pela observação da capacidade de uma neurotrofina para "salvar" tais células dos efeitos citotóxicos de um ácido nucleico anti-sentido para BDNF.In another embodiment, the identification of cells expressing functional BDNF or other neurotrophin receptors can be accomplished by observing the ability of a neurotrophin to " such cells from the cytotoxic effects of an antisense nucleic acid for BDNF.
Outro aspecto do invento proporciona o diagnóstico de neuroblastoma humano ou carcinoma do pulmão de célula pequena através da detecção da expressão de BDNF em células obtidas a partir de pacientes.Another aspect of the invention provides for the diagnosis of human neuroblastoma or small cell lung carcinoma through the detection of BDNF expression in cells obtained from patients.
Para além disso, o invento proporciona composições farmacêuticas compreendendo uma quantidade eficaz dos ácidos nucleicos anti-sentido para BDNF, do invento, num portador farmaceuticamente aceitável. São também proporcionados processos para tratamento de várias doenças e desordens compreendendo a administração das composições farmacêuticas do invento.In addition, the invention provides pharmaceutical compositions comprising an effective amount of the BDNF antisense nucleic acids of the invention in a pharmaceutically acceptable carrier. Also provided are methods for treating various diseases and disorders comprising administering the pharmaceutical compositions of the invention.
Num outro aspecto, é também proporcionada uma composição farmacêutica que compreende, como seu ingrediente activo, K252a, estauroesporina ou um composto relacionado, num portador farmaceuticamente aceitável. Esta composição pode ser utilizada no tratamento de várias doenças e desordens relacionadas com células tumorais que expressam BDNF.In a further aspect, there is also provided a pharmaceutical composition comprising, as its active ingredient, K252a, staurosporine or a related compound, in a pharmaceutically acceptable carrier. This composition may be used in the treatment of various diseases and disorders related to tumor cells expressing BDNF.
Um aspecto adicional deste invento consiste numa composição farmacêutica que compreende como um ingrediente activo, K252a, estauroesporina, ou um composto relacionado, e como segundo ingrediente activo os ácidos nucleicos anti-sentido para BDNF do invento. Alternativamente, a estauroesporina, K252a ou outro inibidor de proteína quinase podem ser combinados com outro agente farmacêutico convencional com utilidade no tratamento ou prevenção de desordens associadas com células tumorais que expressam BDNF.A further aspect of this invention is a pharmaceutical composition comprising as an active ingredient, K252a, staurosporine, or a related compound, and as the second active ingredient the BDNF antisense nucleic acids of the invention. Alternatively, staurosporine, K252a or other protein kinase inhibitor may be combined with another conventional pharmaceutical agent useful in treating or preventing disorders associated with BDNF-expressing tumor cells.
J 73 889 6526-089-118 -14-J 73 889 6526-089-118 -14-
Ainda outro aspecto adicional deste invento consiste num processo para tratamento de pacientes que possuem um neuroblastoma ou carcinoma do pulmão de célula pequena pela administração de uma quantidade eficaz dos materiais e composições acima descritos.Yet another aspect of this invention is a method for treating patients having small cell lung neuroblastoma or carcinoma by administering an effective amount of the materials and compositions described above.
Ainda, outro aspecto deste invento consiste num processo de estimulação de excrescência de neurite pela administração de doses particularmente baixas de um inibidor de proteína quinase tal como o K252a.Yet another aspect of this invention is a process of stimulating neurite outgrowth by administering particularly low doses of a protein kinase inhibitor such as K252a.
Outros aspectos ou vantagens do presente invento estão ainda apresentados na descrição detalhada, que se segue, das concretizações preferidas do presente invento.Other aspects or advantages of the present invention are further set forth in the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention.
Descrição das FigurasDescription of Figures
Figura 1. Inibição da síntese de BDNF por oligonucleótidos anti-sentido num sistema de tradução in vitro de um lisado de semente de trigo. O ARNm de BDNF foi sintetizado in vitro utilizando o plasmídeo de expressão construído pC8hB, [ver Publicação PCT Na W0 91/03568 publicado em 21 de Março de 1991] que contém o promotor bacteriano T7 para transcrição eficaz in vitro pela ARN-polimerase de T7, conforme as instruções do fabricante (Promega, Madison, WI). 0 ARNm de BDNF foi purificado e posteriormente colocado num sistema de tradução iii vitro de um lisado de semente de trigo (Promega) na ausência ou na presença de oligonucleótidos de BDNF. A síntese da proteína de BDNF foi seguida pela utilização, na reacção, de metionina marcada com 35S. Oligonucleótido de controlo refere-se ao uso de um mero 18 aleatório não relacionado com a sequência da BDNF humana.Figure 1. Inhibition of BDNF synthesis by antisense oligonucleotides in an in vitro translation system of a wheat seed lysate. BDNF mRNA was synthesized in vitro using the expression plasmid constructed pC8hB, [see PCT Publication No. WO 91/03568 published March 21, 1991] which contains the bacterial T7 promoter for in vitro efficient transcription by T7 RNA polymerase , according to the manufacturer's instructions (Promega, Madison, WI). BDNF mRNA was purified and then placed in an in vitro translation system of a wheat seed lysate (Promega) in the absence or presence of BDNF oligonucleotides. Synthesis of the BDNF protein was followed by the use in the reaction of 35S-labeled methionine. Control oligonucleotide refers to the use of a random mote 18 unrelated to the human BDNF sequence.
Figura 2. Efeitos de 3/-AS-BDNF na viabilidade celular em cultura. A percentagem de viabilidade celular (eixo dos yy) é apresentada para diferentes concentrações de 3'-AS-BDNF (eixo dos xx, em micromolar) adicionado às células de neuroblastoma cultivadas. A: células LA-N-5; B: células LA-N-1; C: células SK-ES; D: células SH-SY5Y.Figure 2. Effects of 3β-BDNF on cell viability in culture. The percentage of cell viability (y-axis) is presented for different concentrations of 3'-AS-BDNF (x-axis, in micromolar) added to cultured neuroblastoma cells. A: LA-N-5 cells; B: LA-N-1 cells; C: SK-ES cells; D cells: SH-SY5Y cells.
Figura 3. Efeito da adição conjunta de várias neurotrofinas com 3/-AS-BDNF em linhas de células de neuroblastoma. As linhas de células de neuroblastoma indicadas foram simultaneamente incubadas com 3'-AS-BDNF 50 μΜ e sem neurotrofina (quadrados em branco com ponto no centro), com BDNF (losangos a cheio), NT-3 (quadrados em branco), ou NGF (losangos em branco). Eixo dos yy: percentagem de viabilidade celular; eixo dos xx: horas em cultura. Figura 3A; células SH-SY5Y; Figura 3B: células LA-N-1; Figura 3C: células LA-N-5; Figura 3D: células CHP-134; Figura 3E: células CHP-404.Figure 3. Effect of the joint addition of various neurotrophins with 3β-AS-BDNF on neuroblastoma cell lines. The indicated neuroblastoma cell lines were simultaneously incubated with 50 μ 3 3 'AS-BDNF and without neurotrophin (blank squares with center point), with BDNF (filled diamonds), NT-3 (blank squares), or NGF (white lozenges). Axis of yy: percentage of cell viability; xx axis: hours in culture. Figure 3A; SH-SY5Y cells; Figure 3B: LA-N-1 cells; Figure 3C: LA-N-5 cells; Figure 3D: CHP-134 cells; Figure 3E: CHP-404 cells.
Figura 4. Análise por transferência de Northern de ARN celular total (10 μg por faixa) derivado de linhas de células de carcinoma do pulmão de célula pequena ou de cérebro de rato adulto (faixa 1). A transferência de Northern foi hibridada com uma sonda de BDNF humano. As linhas de células de carcinoma do pulmão de célula pequena foram as seguintes: H82 (faixa 2), H209 (faixa 3), H345 (faixa 4), H378 (faixa 5), H510 (faixa 6), e N417 (faixa 7).Figure 4. Northern blot analysis of total cellular RNA (10 μg per lane) derived from small cell lung carcinoma or adult rat brain (lane 1) cell lines. Northern blotting was hybridized with a human BDNF probe. Small cell lung carcinoma cell lines were as follows: H82 (lane 2), H209 (lane 3), H345 (lane 4), H378 (lane 5), H510 (lane 6), and N417 (lane 7 ).
Figura 5. Comparações de expressão de BDNF em ambas as linhas de células tumorais, de humano e roedor, por transferência de Northern (ARN). O ARN total (10 μg) de cada linha de células foi fraccionado, transferido para membranas e hibridado com BDNF marcado com 32P conforme previamente descrito [Maisonpierre, et al.. Science 247: 1446 (1990)]. As linhas de células de neuroblastoma nas Tabelas B e C estão representadas por LAN5, SY5Y e N18TG2.Figure 5. Comparisons of BDNF expression in both human and rodent tumor cell lines by Northern blot (RNA). Total RNA (10 μg) from each cell line was fractionated, transferred to membranes and hybridized with 32 P-labeled BDNF as previously described [Maisonpierre, et al., Science 247: 1446 (1990)]. The neuroblastoma cell lines in Tables B and C are represented by LAN5, SY5Y and N18TG2.
Figura 6. Efeitos morfológicos de oligómeros de BDNF com sentido e anti-sentido em neuroblastoma LA-N-5. Fotomicrografias de luz de células de neuroblastoma LA-N-5 sem tratamento (Tabela A), tratadas com oligómero 3'-AS-BDNF 10 μΜ (Tabela B), com oligómero 3'-S-BDNF 10 μΜ (Tabela C) ou com ambos, de 3,-AS-BDNF 10 μΜ e 100 ng/ml de BDNF humano recombinante (Tabela D): foram obtidos com o outro oligómero de BDNF anti-sentido, PS-AS-BDNF, resultados semelhantes aos apresentados na Tabela B. Foram semeadas células de neuroblastoma LA-N-5 em placas Costar de 6Figure 6. Morphological effects of sense and antisense BDNF oligomers on LA-N-5 neuroblastoma. Light photomicrographs of untreated LA-N-5 neuroblastoma cells (Table A), treated with 10 μM 3'-AS-BDNF oligomer (Table B), with 10 μM 3'-S-BDNF oligomer (Table C) or with 10 μg 3 BSA-BDNF and 100 ng / ml recombinant human BDNF (Table D): were obtained with the other antisense BDNF oligomer, PS-AS-BDNF, similar results to those shown in Table B. LA-N-5 neuroblastoma cells were plated on Costar plates of 6
J 73 889 6526-089-118J 73 889 6526-089-118
poços, com uma densidade de 3 x 105 células por poço em RPMI 1640 (Irvine Scientific) suplementado com 10% de soro fetal bovino (FBS), 1% de penicilina, 2% de estreptomicina (P/S) e glutamina 2 mM. Dezoito horas após a sementeira, as células foram transferidas para um meio definido, isento de soro [Zhan et al.. Mol. Cell. Biol. 6.: 3541 (1986) e tratadas durante 72 horas com os reagentes acima descritos. O BDNF construído foi produzido em células CHO e purificado a partir de meio condicionado de células CHO até à homogeneidade como anteriormente descrito [Squinto et al.. Cell 65:885 (1991)].wells at a density of 3 x 105 cells per well in RPMI 1640 (Irvine Scientific) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS), 1% penicillin, 2% streptomycin (P / S) and 2 mM glutamine. Eighteen hours after seeding, cells were transferred to a defined, serum-free medium [Zhan et al., Mol. Cell. Biol. 6: 3541 (1986) and treated for 72 hours with the reagents described above. Constructed BDNF was produced in CHO cells and purified from conditioned medium from CHO cells to homogeneity as previously described [Squinto et al., Cell 65: 885 (1991)].
Figura 7. Ensaio citométrico de fluxo de coloração dual para quantificar os conteúdos de ADN e de proteína de células de neuroblastoma LA-N-5. As células de neuroblastoma LA-N-5 foram semeadas em placas de 10 cm a uma densidade de 1 x 106 células por placa e foram cultivadas como descrito na Figura 6. As células não sofreram tratamento (Tabela A) ou foram tratadas apenas com 3'-AS-BDNF 10 μΜ durante 48 horas (Tabela B), com 3'-AS-BDNF com 100 ng/ml de BDNF (Tabela C), ou com elevadas concentrações (100 μΜ) de 3,-S-BDNF de controlo (Tabela D). A seguir a estes tratamentos as células foram recolhidas e ressuspensas em PBS-verseno (PBS com glucose e EDTA) para se obter suspensões com células únicas. As células foram coradas com 1 μg/ml de DAPI (para o conteúdo em ADN - lado esquerdo das Tabelas) e com 10 μg/ml de sulforodamina 101 (para o conteúdo proteico - lado direito das Tabelas) e analisadas por citometria de fluxo como descrito [Del Bino, et al. Exp. Cell Res. 193:27 (1991); Jakobisiak, et al. Proc. Natl. Acad. Sei. USA 88:3628 (1991)]. Foram contadas pelo menos 5 x 103 células para cada análise. A linha desenhada sobre os perfis de proteína salienta o decréscimo da fluorescência observado no Quadro 4 (lado direito) relativamente aos Quadros A-C (lado direito). A seta em B indica uma população de células apoptótica. Estão indicadas as fases do ciclo da célula. A percentagem de células na fase S foi como se segue: Quadro A - 25,5%; Quadro B - 16,2%; Quadro C -30,1%; Quadro D - 24,9%.Figure 7. Dual staining flow cytometric assay to quantify the DNA and protein contents of LA-N-5 neuroblastoma cells. LA-N-5 neuroblastoma cells were seeded in 10 cm dishes at a density of 1 x 106 cells per dish and were cultured as described in Figure 6. Cells were either not treated (Table A) or were treated with only 3 With BSAF (Table B), with 3'-AS-BDNF with 100 ng / ml BDNF (Table C), or with high concentrations (100 μΜ) of 3, -S-BDNF of control (Table D). Following these treatments the cells were harvested and resuspended in PBS-versen (PBS with glucose and EDTA) to give suspensions with single cells. The cells were stained with 1 μg / ml DAPI (for the left-side DNA content of the Tables) and 10 μg / ml of sulforhodamine 101 (for the protein content - right side of the Tables) and analyzed by flow cytometry as described [Del Bino, et al. Exp. Cell Res. 193: 27 (1991); Jakobisiak, et al. Proc. Natl. Acad. Know. USA 88: 3628 (1991)]. At least 5 x 103 cells were counted for each analysis. The line drawn on the protein profiles underscores the decrease in fluorescence observed in Table 4 (right side) relative to Tables A-C (right side). The arrow at B indicates a population of apoptotic cells. The phases of the cell cycle are indicated. The percentage of cells in the S-phase was as follows: Table A - 25.5%; Table B - 16.2%; Table C -30.1%; Table D - 24.9%.
Figura 8. Curvas de morte em resposta à dose para oligómeros I 73 889 6526-089-118 -17-Figure 8. Dose response death curves for I oligomers 73 889 6526-089-118 -17-
de BDNF com sentido (S) e anti-sentido (AS) em neuroblastomas humanos e fibroblastos recombinantes autócrinos 3T3. As células de neuroblastoma humano (LA-N-5, Quadro A; SH-SY5Y, Quadro B) foram cultivadas como descrito para a Figura 6 ao passo que as células 3T3 autócrinas de BDNF (Quadro C) foram cultivadas em meios deficientes em factor de crescimento como descrito [Glass et al. . Cell 66.:405 (1991); Zhan et al. . Mol. Cell. Biol. r supra]. Todas as células foram plaqueadas com uma densidade de 2 x 104 células por poço, numa placa Costar de 24 poços. Foram adicionadas às culturas várias concentrações de 3#-AS-BDNF ou de oligómeros de controlo (0, 1, 5, 10, 50, 100 e 250 μΜ), durante 4 horas, na presença ou ausência de BDNF recombinante de humano (100 ng/ml) usando EMEM isento de soro (Quadros A e B) ou meios deficientes em factor de crescimento (Quadro C), para permitir a absorção e incorporação de oligonucleótido nas células. Foram então imediatamente adicionadas às culturas insulina, transferrina e selénio (ITS) e a viabilidade celular foi medida 72 horas mais tarde, por determinação da concentração de glucose que permaneceu nos meios de cultura. Quadrados a cheio - 3'AS; Quadrados em branco - 3'AS e BDNF; Círculos a cheio - 3'S; Círculos em branco - 3'S e BDNF.(S) and antisense BDNF (AS) in human neuroblastomas and 3T3 autocrine recombinant fibroblasts. Human neuroblastoma cells (LA-N-5, Table A, SH-SY5Y, Table B) were cultured as described for Figure 6 whereas the autocrine 3T3 BDNF cells (Table C) were cultured in factor-deficient media as described [Glass et al. . Cell 66: 405 (1991); Zhan et al. . Mol. Cell. Biol. r supra]. All cells were plated at a density of 2 x 10 4 cells per well in a Costar 24-well plate. Various concentrations of 3β-AS-BDNF or control oligomers (0.1, 5, 10, 50, 100 and 250 Âμ) were added to the cultures for 4 hours in the presence or absence of recombinant human BDNF (100 ng / ml) using serum-free EMEM (Tables A and B) or growth factor deficient media (Table C) to allow uptake and incorporation of oligonucleotide into cells. Insulin, transferrin and selenium (ITS) were then immediately added to the cultures and cell viability measured 72 hours later by determination of the glucose concentration that remained in the culture media. Full squares - 3'AS; Blank squares - 3'AS and BDNF; Full circles - 3'S; Circles in white - 3'S and BDNF.
Figura 9. Identificação de receptores de trk, autofosforilados de modo constitutivo em linhas de células de neuroblastoma. Quadro A, imunotransferência de anti-fosfotirosina de receptores de trkB autofosforilados que foram imunoprecipitados especificamente a partir de lisados de proteína total preparados a partir de aproximadamente 3 x 106 células NIH3T3 que expressam trkB [3T3(trkB)] e tratadas com BDNF, ou a partir de 2-5 x 106 células de neuroblastoma sem tratamento. No quadro B, as células de neuroblastoma N18TG2 não sofreram tratamento ou sofreram um pré-tratamento com K252a 200 nM antes da preparação dos lisados de células e da imunoprecipitação específica para trk. Quadro C, imunotransferência de antifosfotirosina de lisados de proteína total preparados a partir de células NIH3T3 (3T3), células 3T3(trkB) tratadas com BDNF ou células 3T3(autócrinas) sem tratamento. A posição do trkB está marcada com uma seta, aoFigure 9. Identification of trk receptors, constitutively autophosphorylated in neuroblastoma cell lines. Table A, anti-phosphotyrosine immunoblotting of autophosphorylated trkB receptors that were immunoprecipitated specifically from total protein lysates prepared from approximately 3x10 3 BXF-treated and BDNF-treated trkB [3T3 (trkB)] NIH3T3 cells, or from 2-5 x 10 6 untreated neuroblastoma cells. In Table B, N18TG2 neuroblastoma cells were not treated or pre-treated with 200 nM K252a prior to the preparation of cell lysates and trk-specific immunoprecipitation. Table C, anti-phosphotyrosine immunoblot of total protein lysates prepared from NIH3T3 (3T3) cells, 3T3 cells (trkB) treated with BDNF or untreated 3T3 (autocrine) cells. The position of the trkB is marked with an arrow,
73 889 6526-089-118 -18- passo que os padrões de peso molecular (KD) estão Indicados no lado esquerdo da figura. Quadrados a cheio - 3'AS; Quadrados em branco - 3'AS e BDNF; Círculos a cheio - 3'S; Círculos em branco - 3'S e BDNF.Whereas the molecular weight standards (KD) are indicated on the left side of the figure. Full squares - 3'AS; Blank squares - 3'AS and BDNF; Full circles - 3'S; Circles in white - 3'S and BDNF.
Figura 10. Identificação de receptores de trk autofosforilados de modo constitutivo, em linhas de células de neuroblastomas. Quadro A. Imunotransferência de anti-fosfotirosina de receptores de trkB autofosforilados que foram imunoprecipitados especificamente a partir de lisados de proteína total preparados a partir de aproximadamente 3 x 106 células NIH3T3 que expressam trkB e tratadas com BDNF ou a partir de 2-5 x 10^ células de neuroblastoma sem tratamento. No quadro B, as células de neuroblastoma N18TG2 não sofreram tratamento ou sofreram um pré-tratamento com K252a 200 nM antes da preparação dos lisados de células e da imunoprecipitação específica para trk. Quadro C, imunotransferência de antifosfotirosina de lisados de proteína total preparados a partir de células NIH3T3 (3T3), células NIH3T3(trkB) tratadas com BDNF ou células 3T3(autócrinas) sem tratamento. A posição do trkB está marcada com uma seta, ao passo que os padrões de peso molecular (KD) estão indicados no lado esquerdo da figura.Figure 10. Identification of trk receptors constitutively autophosphorylated in neuroblastoma cell lines. Table A. Anti-phosphotyrosine immunoblotting of autophosphorylated trkB receptors which were immunoprecipitated specifically from total protein lysates prepared from approximately 3x10 6 truB-expressing and BDNF-treated NIH3T3 cells or from 2-5x10 untreated neuroblastoma cells. In Table B, N18TG2 neuroblastoma cells were not treated or pre-treated with 200 nM K252a prior to the preparation of cell lysates and trk-specific immunoprecipitation. Table C, anti-phosphotyrosine immunoblot of total protein lysates prepared from NIH3T3 (3T3) cells, NIH3T3 (trkB) treated with BDNF or untreated (autocrine) 3T3 cells. The position of the trkB is marked with an arrow, whereas the molecular weight standards (KD) are indicated on the left side of the figure.
Figura 11. Efeito diferencial de K252a em neuroblastoma (Quadro A) e em linhas de células 3T3 (Quadro B) cuja sobrevivência depende, ou está relacionada com uma ansa autócrina de sobrevivência de BDNF. Células de neuroblastoma (Quadro A) e células 3T3 (Quadro B) foram semeadas em placas de 24 poços como descrito na Figura 7. Após a sementeira, todas as células foram transferidas para meios deficientes em factor de crescimento. As células 3T3 progenitoras foram mantidas em FGF 50 pM. As células foram tratadas durante 48 horas com várias concentrações de K252a (variando de 0 a 250 nM). A viabilidade celular para todas as linhas de células foi determinada por ensaio de utilização de glucose em amostras em duplicado. Quadro A; Quadrados em branco - SH-SY5Y (sem BDNF); Quadrados a cheio -LA-N-5 (com BDNF); Círculos a cheio - N18TG2 (com BDNF). Quadro B; Quadrados em branco - 3T3 (com FGF); Quadrados a cheio - 3T3Figure 11. Differential effect of K252a on neuroblastoma (Table A) and on 3T3 cell lines (Table B) whose survival depends on, or is related to, an autocrine loop of BDNF survival. Neuroblastoma cells (Table A) and 3T3 cells (Table B) were seeded in 24 well plates as described in Figure 7. After seeding, all cells were transferred to growth factor deficient media. The 3T3 progenitor cells were maintained in 50 pM FGF. Cells were treated for 48 hours at various concentrations of K252a (ranging from 0 to 250 nM). Cell viability for all cell lines was determined by assaying glucose utilization on duplicate samples. Table A; Blank squares - SH-SY5Y (without BDNF); Squares filled -LA-N-5 (with BDNF); Circles filled - N18TG2 (with BDNF). Table B; Squares in white - 3T3 (with FGF); Squares to full - 3T3
73 889 6526-089-118 -19 autócrino (com BDNF).73 889 6526-089-118 -19 autocrine (with BDNF).
Figura 12. Efeito diferencial de K252a em carcinoma do pulmão de célula pequena (NCI-H69), adenocarcinoma pulmonar (Calu-3), 3T3(autócrino) e células de neuroblastoma (N18TG2). As células foram semeadas em placas de 24 poços como descrito na Figura 7. As células foram tratadas durante 48 horas com K252a 0, 50 e 100 nM. A viabilidade celular para todas as linhas de células foi determinada pelo ensaio de utilização de glucose em amostras em duplicado. Os histogramas (da esquerda para a direita) são apresentados como se segue: Histogramas a cheio; NCI-H69; Histograma com linhas diagonais a cheio; N18TG2; Histograma com ponteado; 3T3(autócrino); Histograma com linhas diagonais finas; Calu-3.Figure 12. Differential effect of K252a on small cell lung carcinoma (NCI-H69), pulmonary adenocarcinoma (Calu-3), 3T3 (autocrine) and neuroblastoma cells (N18TG2). The cells were seeded in 24-well plates as described in Figure 7. Cells were treated for 48 hours with 0.50, 0.50 and 100 nM K252a. Cell viability for all cell lines was determined by the glucose assay assay on duplicate samples. Histograms (from left to right) are shown as follows: Histograms filled; NCI-H69; Histogram with full diagonal lines; N18TG2; Histogram with dotted; 3T3 (autocrine); Histogram with thin diagonal lines; Calu-3.
Descrição Detalhada do Invento O presente invento proporciona processos e composições farmacêuticas para o tratamento terapêutico de mamíferos portadores de células tumorais que expressam neurotrofinas para inibir ou interferir com o crescimento das células tumorais e a sua prógenia. As composições e processos do presente invento envolvem a administração, ao mamífero afectado, de uma quantidade eficaz de uma substância que interfere com a ansa autócrina de sobrevivência das células tumorais.Detailed Description of the Invention The present invention provides processes and pharmaceutical compositions for the therapeutic treatment of mammals bearing tumor cells which express neurotrophins to inhibit or interfere with the growth of tumor cells and their progeny. The compositions and methods of the present invention involve administering to the affected mammal an effective amount of a substance that interferes with the autocrine survival loop of the tumor cells.
Mais especificamente, são proporcionados dois exemplos de mecanismos que podem ser usados para interferir com uma ansa autócrina de sobrevivência de BDNF e assim causar a morte celular em células tumorais que expressam BDNF.More specifically, two examples of mechanisms are provided which can be used to interfere with an autocrine loop of BDNF survival and thus cause cell death in BDNF-expressing tumor cells.
Um mecanismo para a prática do presente invento envolve o uso de ácidos nucleicos de pelo menos seis nucleótidos que são anti-sentido para um gene ou para o ADNc que codifica BDNF ou uma porção deste. "Anti-sentido" como aqui é utilizado refere-se a um ácido nucleico capaz de hibridar com uma porção de ARN de BDNF (preferivelmente ARNm) em virtude de alguma complementaridade da sequência.One mechanism for practicing the present invention involves the use of nucleic acids of at least six nucleotides that are antisense for a gene or for the cDNA encoding BDNF or a portion thereof. " Antisense " as used herein refers to a nucleic acid capable of hybridizing to a portion of BDNF RNA (preferably mRNA) by virtue of some complementarity of the sequence.
J 73 889 6526-089-118 -20-J 73 889 6526-089-118 -20-
Outro mecanismo envolve o uso do composto estauroesporina, K252a ou seus derivados, que estão descritos em Murakata et al. Patente dos Estados Unidos Ns 4 923 986 e Pedidos de Patente Europeia Nos 303 697, publicado em 22 de Fevereiro de 1989 e Na 323 171, publicado a 5 de Julho de 1989, ou outros inibidores de proteína*quinases.Another mechanism involves the use of the compound staurosporin, K252a or derivatives thereof, which are described in Murakata et al. U.S. Patent Nos. 4,923,986 and European Patent Applications Nos. 303,697, published February 22, 1989 and Na 323,171, issued July 5, 1989, or other protein kinase inhibitors.
Adicionalmente, o invento proporciona um modelo celular recombinante de ansa autócrina que concretiza muitas características de células tumorais (tais como neuroblastomas e SCLC) que utilizam ansas autócrinas de sobrevivência. Uma célula que utiliza uma ansa autócrina de sobrevivência, como aqui usado, refere-se a uma célula que expressa uma molécula que é necessária para a sua própria sobrevivência.Additionally, the invention provides a recombinant autocrine loop cellular model that embodies many characteristics of tumor cells (such as neuroblastomas and SCLC) that utilize autocrine survival loops. A cell using an autocrine survival loop, as used herein, refers to a cell expressing a molecule that is necessary for its own survival.
Interrupção de Ansa Autócrina A. Inibição da Expressão de BDNFAutocrine Antisense Interruption A. Inhibition of BDNF Expression
Os ácidos nucleicos anti-sentido do invento interrompem a ansa autócrina de BDNF a um nível intercelular, através da prevenção da síntese de BDNF pela célula a qual depende da expressão de BDNF para sobreviver. 0 mecanismo do K252a e compostos relacionados para interromper a ansa autócrina de BDNF ocorrem ao nível do receptor de BDNF, através da prevenção da activação e fosforilação do receptor de trk B. Outra classe de inibidores de proteína-quinases de tirosina, a classe de inibidores tiazolidinadiona [Geissler et al.., J. Biol. Chem.. 265i22255-22261 (1990)] pode actuar de modo semelhante ao K252a. Outros inibidores da proteína-quinase, como a calfostina C, estauroesporina, K252b, KT5720, KT5823 e KT5926 (Kamiya Biomedical Company, Thousand Oaks, Califórnia) podem também ser usados. Outros mecanismos de interrupção de ansa autócrina de BDNF são também abrangidos por este invento.The antisense nucleic acids of the invention interrupt the autocrine loop of BDNF at an intercellular level, by preventing the synthesis of BDNF by the cell which depends on the expression of BDNF to survive. The mechanism of K252a and related compounds to disrupt the autocrine loop of BDNF occur at the BDNF receptor level by preventing activation and phosphorylation of the trk B receptor. Another class of tyrosine protein kinase inhibitors, the class of inhibitors thiazolidinedione [Geissler et al., J. Biol. Chem., 265i22255-22261 (1990)] may act similarly to K252a. Other protein kinase inhibitors such as calfostin C, staurosporine, K252b, KT5720, KT5823 and KT5926 (Kamiya Biomedical Company, Thousand Oaks, California) may also be used. Other mechanisms of BDNF autocrine loop interruption are also encompassed by this invention.
Os ácidos nucleicos anti-sentido deste invento podem ser oligonucleótidos que são de cadeia dupla ou cadeia simples, ARN ou ADN ou uma modificação ou derivados destes, que possam ser directamente administrados a uma célula, ou que possam ser produzidos intracelularmente por transcrição de sequênciasThe antisense nucleic acids of this invention may be oligonucleotides which are double stranded or single stranded, RNA or DNA or a modification or derivatives thereof, which can be directly administered to a cell, or which can be produced intracellularly by sequence transcription
exógenas introduzidas.introduced.
Os ácidos nucleicos anti-sentido de BDNF proporcionados pelo presente invento podem ser utilizados no tratamento de tumores, em que as células desse tipo de tumor possam demonstrar fin vitro ou in vivo) expressão do gene de BDNF. Tal demonstração pode ser feita pela detecção de ARN de BDNF ou de proteína BDNF. De acordo com o invento, os oligómeros anti-sentido de BDNF não só evitam o crescimento desses tumores, mas podem também resultar na morte de células tumorais por um mecanismo invulgar que envolve morte programada ou "apoptótica", que é caracterizada pela perda de ADN antes da perda de proteína celular. [Arends et al.. Am. J. Pathol. 136:593 (1990)]. O invento proporciona ainda, composições farmacêuticas que compreendem uma quantidade eficaz dos ácidos nucleicos anti-sentido de BDNF do invento, num portador farmaceuticamente aceitável. São também proporcionados processos para tratamento de várias doenças e desordens que compreendem a administração de composições farmacêuticas do invento.The BDNF antisense nucleic acids provided by the present invention may be used in the treatment of tumors, wherein the cells of such a tumor type can demonstrate in vitro or in vivo expression of the BDNF gene. Such demonstration can be done by detecting BDNF or BDNF protein RNA. According to the invention, the antisense oligomers of BDNF not only prevent the growth of such tumors, but may also result in the death of tumor cells by an unusual mechanism involving programmed or "apoptotic" death, which is characterized by the loss of DNA before loss of cellular protein. [Arends et al., Am. J. Pathol. 136: 593 (1990)]. The invention further provides pharmaceutical compositions comprising an effective amount of the BDNF antisense nucleic acids of the invention, in a pharmaceutically acceptable carrier. Also provided are methods for treating various diseases and disorders comprising administering pharmaceutical compositions of the invention.
Noutra concretização, o invento é dirigido a processos para inibir a expressão de uma sequência de ácidos nucleicos de BDNF numa célula eucariota, compreendendo proporcionar à célula uma quantidade eficaz de uma composição que compreende um ácido nucleico anti-sentido de BDNF do invento.In another embodiment, the invention is directed to methods for inhibiting the expression of a BDNF nucleic acid sequence in a eukaryotic cell, comprising providing the cell with an effective amount of a composition comprising a BDNF antisense nucleic acid of the invention.
Noutra concretização, a identificação de células que expressam BDNF funcional ou outros receptores de neurotrofina pode ser realizada pela observação da capacidade de uma neurotrofina de "salvar" essas células dos efeitos citotóxicos de um ácido nucleico anti-sentido de BDNF.In another embodiment, the identification of cells expressing functional BDNF or other neurotrophin receptors can be accomplished by observing the ability of a neurotrophin to " save " these cells from the cytotoxic effects of an antisense BDNF nucleic acid.
Outro aspecto do invento proporciona o diagnóstico de neuroblastoma humano ou carcinoma de pulmão de célula pequena, pela detecção de expressão de BDNF em células obtidas de pacientes. Tal detecção pode ser realizada pela detecção de ARNAnother aspect of the invention provides for the diagnosis of human neuroblastoma or small cell lung carcinoma by detecting expression of BDNF in cells obtained from patients. Such detection can be performed by detecting RNA
de BDNF ou da expressão da proteína.of BDNF or expression of the protein.
Os ácidos nucleicos anti-sentido do invento são de pelo menos seis nucleótidos e são preferencialmente oligonucleótidos (variando de 6 até cerca de 50 nucleótidos). Os oligonucleótidos podem ser de ADN ou ARN ou misturas quiméricas ou derivados ou versões modificadas destes, de cadeia simples ou cadeia dupla. O oligonucleótido pode ser modificado na porção base, na porção do açúcar ou na estrutura fosfato. O oligonucleótido pode incluir outros grupos ligados, como péptidos ou agentes que facilitem o transporte através da membrana celular [ver e.g. Letsinger et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 86:6553-6556 (1989); Lemaitre et al. . Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 84.:648-652 (1987)? Publicação PCT Na W088/09810, publicado em 15 de Dezembro de 1988] ou da barreira sangue-cérebro [ver e.g. Publicação PCT N2 W089/10134, publicada em 25 de Abril de 1988], agentes de clivagem despoletados por hibridação [ver por ex. Krol et al.. BioTechniaues. 6.:958-976 (1988)] ou agentes intercalantes [ver por ex. Zon, Pharm. Res. 5.:539-549 (1988)].The antisense nucleic acids of the invention are at least six nucleotides and are preferably oligonucleotides (ranging from 6 to about 50 nucleotides). The oligonucleotides may be from DNA or RNA or chimeric mixtures or derivatives or modified versions thereof, single-stranded or double-stranded. The oligonucleotide may be modified at the base portion, the sugar moiety or the phosphate structure. The oligonucleotide may include other linked groups, such as peptides or agents that facilitate transport across the cell membrane [see e.g. Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 86: 6553-6556 (1989); Lemaitre et al. . Proc. Natl. Acad. Know. USA. 84: 648-652 (1987); PCT Publication No. W088 / 09810, published December 15, 1988] or the blood-brain barrier [see eg PCT Publication No. WO 08/10134, published April 25, 1988], hybridization triggered cleavage agents . Krol et al. BioTechniaues. 6: 958-976 (1988)] or intercalating agents [see e.g. Zon, Pharm. Res. 5:539-549 (1988)].
Num aspecto preferido do invento, é proporcionado um oligonucleótido anti-sentido de BDNF, preferivelmente de ADN de cadeia simples. Num aspecto mais preferido, tal oligonucleótido compreende uma sequência anti-sentido para os últimos 6 codões de BDNF humano. O oligonucleótido pode ser modificado em qualquer posição na sua estrutura com substituintes normalmente conhecidos na arte. O oligonucleótido anti-sentido de BDNF pode compreender pelo menos uma porção base modificada que é seleccionada do grupo que inclui, mas não está limitado a, 5-fluoro-uracilo, 5-bromo-uracilo, 5-cloro-uracilo, 5-iodo-uracilo, hipoxantina, xantina, 4-acetilcitosina, 5-(carboxi-hidroxilmetil)uracilo, 5-carboximetilamino-metil-2-tio-uridina, 5-carboximetilamino--metil-uracilo, di-hidro-uracilo, jS-D-galactosilqueosina, inosina, N6-isopenteniladenina, 1-metilguanina, 1-metilinosina, 2,2-dimetilguanina, 2-metiladenina, 2-metilguanina, 3-metilcitosina, 5-metilcitosina, N6-adenina, 7-metilguanina,In a preferred aspect of the invention, there is provided an antisense oligonucleotide of BDNF, preferably single stranded DNA. In a more preferred aspect, such an oligonucleotide comprises an antisense sequence for the last 6 codons of human BDNF. The oligonucleotide can be modified at any position in its structure with substituents commonly known in the art. The BDNF antisense oligonucleotide may comprise at least one modified base moiety which is selected from the group including, but not limited to, 5-fluoro-uracil, 5-bromo-uracil, 5-chloro-uracil, 5-iodo 4-acetylcytosine, 5- (carboxyhydroxylmethyl) uracil, 5-carboxymethylamino-methyl-2-thio-uridine, 5-carboxymethylamino-methyl-uracil, dihydro-uracil, 1-methylguanine, 1-methylinosine, 2,2-dimethylguanine, 2-methyladenine, 2-methylguanine, 3-methylcytosine, 5-methylcytosine, N6-adenine, 7-methylguanine,
5-metilaminometiluracilo, 5-metoxiaminoetil-2-tio-uracilo, /3-D-manosilqueosina, 5'-metoxicarboximetiluracilo, 5-metoxiura- cilo, 2-metiltio-N6-isopenteniladenina, ácido uracil-5--oxiacético (v), vibotoxosina, pseudo-uracilo, queosina, 2-tiocitosinaf 5-metil-2-tio-uracilo, 2-tio-uracilo, 4-tio--uracilo, 5-metil-uracilo, metiléster de ácido uracil-5--oxiacético, ácido uracil-5-oxiacético (v), 5-metil-2-tio--uracilo, 3-(3-amino-3-N-2-carboxipropil)uracilo, (acp3)w, e 2,6-diaminopurina.5-methylaminomethyluracil, 5-methoxymethyluracil, 2-methylthio-N 6 -isopentenyladenine, uracil-5-oxyacetic acid (v), 5-methylaminomethyluracil, 5-methoxyaminoethyl- , vibroxosine, pseudouracil, queosine, 2-thiocytosine, 5-methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-oxyacetic acid methyl ester , 5-oxyacetic acid (v), 5-methyl-2-thiouracil, 3- (3-amino-3-N-2-carboxypropyl) uracil, (acp3) w, and 2,6-diaminopurine .
Noutra concretização, o oligonucleótido compreende pelo menos uma porção açúcar modificada, seleccionada do grupo que inclui, mas não é limitado a arabinose, 2-fluoroarabinose, xilulose e hexose.In another embodiment, the oligonucleotide comprises at least one modified sugar moiety selected from the group including, but not limited to, arabinose, 2-fluoroarabinosis, xylulose and hexose.
Ainda noutra concretização, o oligonucleótido compreende pelo menos uma estrutura fosfato modificada seleccionada a partir do grupo que consiste num fosforotioato, um fosforoditioato, um fosforamidotioato, um 15-fosforoamidato, um fosforodiamidato, um metilfosfonato, um fosfotriéster-alquilíco e um formacetal ou análogo deste.In yet another embodiment, the oligonucleotide comprises at least one modified phosphate structure selected from the group consisting of a phosphorothioate, a phosphorodithioate, a phosphoramidothioate, a 15-phosphoramidate, a phosphorodiamidate, a methylphosphonate, a phosphotriesteralkylic acid and a formacetal or analogue thereof .
Ainda noutra concretização, o oligonucleótido é um oligonucleótido α-anomérico. Um oligonucleótido a-anomérico forma híbridos específicos de cadeia dupla com AKN complementar no qual, contrariamente às unidades β usuais, as cadeias se encontram paralelas uma à outra [Gautier et al.. Nucl. Acids Res.. 15:6625-6641 (1987)]. O oligonucleótido pode ser conjugado com outra molécula, por ex., um agente de reticulação espoletado por hibridação com péptido, um agente de clivagem espoletado por hibridação com agente de transporte, etc.In yet another embodiment, the oligonucleotide is an α-anomeric oligonucleotide. An Î ± -anomeric oligonucleotide forms double-chain specific hybrids with complementary AKN in which, unlike the usual β units, the strands are parallel to each other [Gautier et al., Nucl. Acids Res. 15: 6625-6641 (1987)]. The oligonucleotide may be conjugated to another molecule, e.g., a peptide hybridization-enhancer crosslinking agent, a cleavage agent driven by hybridization with transport agent, etc.
Os oligonucleótidos do invento podem ser sintetizados por processos padrão conhecidos na arte, por ex. por utilização de um sintetizador automatizado de ADN (como os que estão comercialmente disponíveis em Biosearch, Applied Biosystems,The oligonucleotides of the invention may be synthesized by standard procedures known in the art, e.g. by use of an automated DNA synthesizer (such as those commercially available from Biosearch, Applied Biosystems,
73 889 6526-089-118 etc.)· Como exemplos, os oligos de fosforotioato podem ser sintetizados pelo método de Stein et al.. Nucl. Acids Res.. 16; 3209 (1988), os oligos de metilfosfonato podem ser preparados por utilização de suportes poliméricos de vidro de poros controlados [Sarin et al. . Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 85:7448-7451 (1988)], etc.73 889 6526-089-118 etc.). As examples, phosphorothioate oligos may be synthesized by the method of Stein et al., Nucl. Acids Res. 16; 3209 (1988), methylphosphonate oligos can be prepared using controlled pore glass polymer supports [Sarin et al. . Proc. Natl. Acad. Know. USA. 85: 7448-7451 (1988)], etc.
Numa concretização específica, o oligonucleótido anti-sentido de BDNF compreende ARN catalítico, ou uma ribozima [ver, por ex., Publicação Internacional PCT WO 90/11364, publicada em 4 de Outubro de 1990? Sarver et al.. Science 247; 1222-1225 (1990)]. Noutra concretização, o oligonucleótido é um 2/-0-metilribonucleótido [Inoue et al. . Nucl. Acids Res.. 15: 6131-6148 (1987)], ou um análogo de ARN-ADN quimérico [inoue et al.. FEBS Lett.. 215:327-330 (1987)].In a specific embodiment, the BDNF antisense oligonucleotide comprises catalytic RNA, or a ribozyme [see, e.g., PCT International Publication WO 90/11364, published October 4, 1990; Sarver et al., Science 247; 1222-1225 (1990)]. In another embodiment, the oligonucleotide is a β-O-methylribonucleotide [Inoue et al. . Nucl. Acids Res. 15: 6131-6148 (1987)], or a chimeric RNA-DNA analogue [inoue et al .. FEBS Lett. 215: 327-330 (1987)].
Numa concretização alternativa, o ácido nucleico anti-sentido de BDNF do invento é produzido intracelularmente por transcrição de uma sequência exógena. Por exemplo, pode ser introduzido um vector in vivo de modo a que este seja incorporado por uma célula, dentro da qual o vector, ou uma sua porção, é transcrito, produzindo um ácido nucleico (ARN) anti-sentido, do invento. Tal vector conteria uma sequência codificando o ácido nucleico anti-sentido de BDNF. Tal vector pode permanecer epissomal ou tornar-se integrado no cromossoma, desde que possa ser transcrito para produzir o ARN anti-sentido desejado. Tais vectores podem ser construídos por processos de tecnologia de ADN recombinante, comuns na arte. Os vectores podem ser plasmídicos, virais, ou outros conhecidos na arte, utilizados para replicação e expressão em células de mamíferos. A expressão da sequência que codifica o ARN anti-sentido de BDNF pode ser realizada por qualquer promotor conhecido na arte para actuar em células de mamíferos, preferencialmente humanas. Tais promotores podem ser indutíveis ou constitutivos. Tais promotores incluem, mas não estão limitados a: região promotora precoce de SV40 [Bernoist e Chambon, Nature. 290:304-310 (1991)], o promotor contido na repetição terminal longa 3' do vírus de sarcoma de Rous [Yamamoto et al.. Cell. 22: 787-797 (1980)], o promotorIn an alternative embodiment, the BDNF antisense nucleic acid of the invention is produced intracellularly by transcription of an exogenous sequence. For example, a vector may be introduced in vivo so that it is incorporated by a cell, into which the vector, or a portion thereof, is transcribed, producing an antisense nucleic acid (RNA) of the invention. Such a vector would contain a sequence encoding the BDNF antisense nucleic acid. Such a vector may remain episomal or become integrated into the chromosome, as long as it can be transcribed to produce the desired antisense RNA. Such vectors may be constructed by recombinant DNA technology methods, common in the art. Vectors may be plasmid, viral, or other known in the art, used for replication and expression in mammalian cells. Expression of the sequence encoding the BDNF antisense RNA can be performed by any promoter known in the art to act on mammalian, preferably human, cells. Such promoters may be inducible or constitutive. Such promoters include, but are not limited to: SV40 early promoter region [Bernoist and Chambon, Nature. 290: 304-310 (1991)], the promoter contained in the 3 'long terminal repeat of Rous sarcoma virus [Yamamoto et al., Cell. 22: 787-797 (1980)], the promoter
73 889 6526-089-118 -25 da timidina quinase do herpes [Wagner et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 78:1441-1445 (1981)] r < as sequências regulatórias do gene da metalotioneína [Brinster et al». Nature. 296:39-42 (1982)]; etc.73 889 6526-089-118 -25 of herpes thymidine kinase [Wagner et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 78: 1441-1445 (1981)] r < the regulatory sequences of the metallothionein gene [Brinster et al. Nature. 296: 39-42 (1982)]; etc.
Os ácidos nucleicos anti-sentido do invento compreendem complementaridade para pelo menos uma porção de um transcrito de ARN de um gene de BDNF, preferencialmente um gene humano de BDNF. Contudo, não é requerida complementaridade absoluta, embora seja preferida. Uma sequência "complementar para pelo menos uma porção de um ARN", como aqui referida, significa uma sequência possuindo complementaridade suficiente para ser capaz de hibridar com o ARN, formando um dúplex estável (ou triplex, no caso de ácidos nucleicos anti-sentido de BDNF de cadeia dupla). A capacidade para hibridar dependerá tanto do grau de complementaridade como também do comprimento do ácido nucleico anti-sentido. Geralmente, quanto maior for o ácido nucleico hibridante, tanto maior será o número de desemparelhamentos de bases que poderá conter com um ARN de BDNF e mesmo assim formar um dúplex estável (ou triplex, consoante o caso). Um perito na arte pode averiguar um grau tolerável de desemparelhamentos utilizando processos padrão para determinar o ponto de fusão do complexo hibridado. B. Interrupção da Fosforilacão do Recentor 0 composto conhecido como K252a está comercialmente disponível na Kamiya Biomedical Company em Thousand Oaks, Califórnia e está de outro modo descrito nas referências acima citadas. A substância K252a fisiologicamente activa é um derivado de uma substância K252 que foi produzida por cultura de um microrganismo do género Nocardiosis [Matsuda et al.. Patente dos E.U.A. Na 4 555 402]. Ο K252 está definido em Murakata et al.. Patente dos E.U.A. Na 4 877 776, como um composto representado pela fórmula: (segue fórmula)The antisense nucleic acids of the invention comprise complementarity to at least a portion of an RNA transcript of a BDNF gene, preferably a human BDNF gene. However, absolute complementarity is not required, although it is preferred. A " complementary sequence for at least a portion of an RNA " as referred to herein means a sequence having sufficient complementarity to be able to hybridize to the RNA, forming a stable duplex (or triplex, in the case of antisense nucleic acids of double-stranded BDNF). The ability to hybridize will depend both on the degree of complementarity and on the length of the antisense nucleic acid. Generally, the larger the hybridizing nucleic acid, the greater the number of base mismatches that it may contain with a BDNF RNA and even though forming a stable duplex (or triplex, as the case may be). One skilled in the art can ascertain a tolerable degree of mismatches using standard procedures to determine the melting point of the hybridized complex. B. Interruption of Recentor Phosphorylation The compound known as K252a is commercially available from the Kamiya Biomedical Company in Thousand Oaks, California and is otherwise described in the references cited above. The physiologically active substance K252a is a derivative of a K252 substance which has been produced by culturing a microorganism of the genus Nocardiosis [Matsuda et al. U.S. Patent 4,555,402]. Ο K252 is defined in Murakata et al. U.S. Patent 4,877,776 as a compound represented by the formula:
J 73 889 6526-089-118 -26-J 73 889 6526-089-118 -26-
Η(I.e.
na qual R1 e R2 são H ou OH; X é COOH, COOR ou CH2OH; Y é H,R ou COR? e Z é OH, OR ou SR, onde R é um alquilo inferior. O K252a mostrou inibir o crescimento de células HeLa do cancro do útero humano, células MCF7 do cancro da mama humano, células COLO320DM de adenocarcinoma do cólon humano e células PC10 de carcinoma do pulmão humano, por meio da actividade inibitória da proteína quinase.in which R1 and R2 are H or OH; X is COOH, COOR or CH 2 OH; Y is H, R or COR? and Z is OH, OR or SR, where R is a lower alkyl. K252a has been shown to inhibit the growth of human uterine cancer HeLa cells, human breast cancer MCF7 cells, human colon adenocarcinoma COLO320DM cells and human lung carcinoma PC10 cells, by the protein kinase inhibitory activity.
São apresentados derivados de K252 em Murakata et al.. Patente dos Estados Unidos NB 4 923 986 como compostos de fórmula: onde W1, W2, R1, R2, R3 , R4 , X e Y representam vários substituintes.K252 derivatives are disclosed in Murakata et al. U.S. Patent No. 4,923,986 as compounds of the formula: wherein W1, W2, R1, R2, R3, R4, X and Y represent various substituents.
Sem. estarem limitados por teoria ou mecanismos, os nossos resultados indicam que a estauroesporina e seus derivados e o K252a e seus derivados operam interferindo com a fosforilação do receptor de neurotrofina. Mais especificamente, a tirosina--quinase do receptor trk B é inactivada por interrupção da ansa autócrina de BDNF ao nível do receptor da superfície da célula. Crê-se que a supressão da fosforilação de proteínas celulares seja devida ao efeito directo da interferência específica do K252a ou da estauroesporina ou seus derivados com respostas celulares mediadas por BDNF. Outros inibidores de proteína quinase, tais como tiazolidinadionas, que inibem a fosforilação de receptores induzida por EGF, podem actuar de modo semelhante 73 889 6526-089-118 -27-Are limited by theory or mechanisms, our results indicate that staurosporine and its derivatives and K252a and its derivatives operate by interfering with the phosphorylation of the neurotrophin receptor. More specifically, the trk B receptor tyrosine kinase is inactivated by disruption of the autocrine BDNF loop at the cell surface receptor level. Suppression of the phosphorylation of cellular proteins is believed to be due to the direct effect of the specific interference of K252a or staurosporine or its derivatives with BDNF-mediated cellular responses. Other protein kinase inhibitors, such as thiazolidinediones, which inhibit EGF-induced receptor phosphorylation, may act in a similar fashion.
para interferir com respostas celulares mediadas por BDNF. Utilidade Terapêuticato interfere with BDNF-mediated cellular responses. Therapeutic Utility
Os materiais deste invento podem ser utilizados para tratar tumores de um tipo que se tenha mostrado expressar BDNF. Tais tumores incluem, mas não estão limitados a, neuroblastoma, carcinoma de pulmão de célula pequena e alguns tumores neuroepiteliais. Numa concretização, um oligonucleótido de ADN de cadeia simples anti-sentido para BDNF é usado no tratamento de neuroblastoma. Noutra concretização, estauroesporina ou K252a é utilizada no tratamento de neuroblastoma.The materials of this invention may be used to treat tumors of a type shown to express BDNF. Such tumors include, but are not limited to, neuroblastoma, small cell lung carcinoma and some neuroepithelial tumors. In one embodiment, an antisense single stranded DNA oligonucleotide for BDNF is used in the treatment of neuroblastoma. In another embodiment, staurosporine or K252a is used in the treatment of neuroblastoma.
Outros tipos de tumores que expressam ARN de BDNF podem ser identificados por vários processos conhecidos na arte. Tais processos incluem, mas não estão limitados a, hibridação com ácido nucleico específico para BDNF, por ex. por hibridação de Northern, hibridação por transferência de pontos, por observação da capacidade do ARN ser traduzido in vitro em BDNF, etc. Num aspecto preferido, pode ser analisado um tecido tumoral primário de um paciente, quanto à expressão de BDNF, antes do tratamento.Other types of tumors expressing BDNF RNA can be identified by various methods known in the art. Such processes include, but are not limited to, nucleic acid hybridization specific for BDNF, e.g. by Northern blotting, dot blot hybridization, by observing the ability of the RNA to be translated in vitro into BDNF, etc. In a preferred aspect, a patient's primary tumor tissue for BDNF expression may be analyzed prior to treatment.
Podem ser aministradas a um paciente, que possua um tumor que seja de um tipo que expressa ARN de BDNF, composições farmacêuticas do invento, compreendendo uma quantidade eficaz de uma substância que interfere com a ansa autócrina de sobrevivência de BDNF, num portador farmaceuticamente aceitável.They may be aministered to a patient having a tumor which is of a type expressing BDNF RNA, pharmaceutical compositions of the invention, comprising an effective amount of a substance that interferes with the autocrine BDNF survival loop, in a pharmaceutically acceptable carrier.
As composições terapêuticas e farmacêuticas do presente invento para inibir o crescimento de células tumorais que expressem BDNF, compreendem assim, uma quantidade terapeuticamente eficaz de uma substância capaz de interferir com a ansa autócrina de BDNF numa mistura com um portador farmaceuticamente aceitável. As composições farmacêuticas contendo actividade tumoricida podem ser utilizadas em formulações do tipo convencional tais como, por ex., soluções, xaropes, emulsões, injectáveis, comprimidos, cápsulas, ou supositórios.The therapeutic and pharmaceutical compositions of the present invention for inhibiting the growth of BDNF-expressing tumor cells thus comprise a therapeutically effective amount of a substance capable of interfering with the autocrine BDNF loop in a mixture with a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutical compositions containing tumoricidal activity may be used in conventional formulations such as, for example, solutions, syrups, emulsions, injectables, tablets, capsules, or suppositories.
Os portadores apropriados são bem conhecidos dos peritos na arte da farmacologia [ver por ex., Remingtons Practice of Pharmacy, 9a, 10a e 11a Edições] Exemplos de portadores incluem solução salina estéril, lactose, sacarose, fosfato de cálcio, gelatina, dextrina, ágar, pectina, óleo de amendoim, azeite, óleo de sésamo, esgualeno e água. Adicionalmente, o portador ou diluente podem incluir um material retardador como monoestearato de glicerol ou diestearato de glicerol isolados ou com uma cera. Opcionalmente, podem ser utilizados estabilizadores químicos adequados, para melhorar a estabilidade da preparação farmacêutica. Os estabilizadores químicos adequados são bem conhecidos dos peritos na arte e incluem, por exemplo, ácido cítrico e outros agentes para ajustar o pH, agentes quelantes ou sequestrantes e antioxidantes.Suitable carriers are well known to those skilled in the art of pharmacology. Examples of carriers include sterile saline, lactose, sucrose, calcium phosphate, gelatin, dextrin, agar, pectin, peanut oil, olive oil, sesame oil, sgualene and water. Additionally, the carrier or diluent may include a retardant material such as glycerol monostearate or glycerol distearate alone or with a wax. Optionally, suitable chemical stabilizers may be used to improve the stability of the pharmaceutical preparation. Suitable chemical stabilizers are well known to those skilled in the art and include, for example, citric acid and other pH adjusting agents, chelating or sequestering agents and antioxidants.
As formulações da composição farmacêutica contendo K252a, estauroesporina, ou um seu derivado, ou qualquer outro inibidor de proteína-quinase, pode ser apresentado convenientemente sob a forma de uma unidade de dosagem e pode ser preparado por qualquer um dos processos convencionais. Alternativamente, a composição pode ser de uma forma adaptada para libertação lenta in vivo, como é conhecido na arte. Todos os processos incluem o passo de realizar a associação do ingrediente activo com o portador que pode ser constituído por um ou mais ingredientes acessórios. A quantidade da substância que será eficaz no tratamento de uma desordem ou condição particulares, dependerá da natureza da desordem ou da condição, e pode ser determinada por técnicas clínicas padrão. Numa concretização deste invento, seria desejável determinar a citotoxicidade anti-sentido do tipo de tumor a ser tratado in vitro. por ex., nos sistemas de ensaio descritos nos exemplos infra. e depois em sistemas de modelo animal úteis, antes do teste e uso em humanos.Formulations of the pharmaceutical composition containing K252a, staurosporine, or a derivative thereof, or any other protein kinase inhibitor may conveniently be presented in the form of a dosage unit and may be prepared by any of the standard procedures. Alternatively, the composition may be in a form adapted for slow in vivo release, as is known in the art. All processes include the step of bringing together the active ingredient with the carrier which may comprise one or more accessory ingredients. The amount of the substance that will be effective in treating a particular disorder or condition will depend on the nature of the disorder or condition and may be determined by standard clinical techniques. In one embodiment of this invention, it would be desirable to determine the antisense cytotoxicity of the tumor type to be treated in vitro. for example, in the test systems described in the examples below. and then into useful animal model systems, prior to testing and use in humans.
Processos de introdução incluem, mas não são limitados a intradérmica, intramuscular, intraperitoneal, intravenosa, subcutânea, oral e intranasal. Adicionalmente, pode serMethods of introduction include, but are not limited to, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, oral and intranasal. In addition, it may be
73 889 6526-089-118 desejável introduzir as composições farmacêuticas do invento no sistema nervoso central, por qualquer via adequada, incluindo injecção intraventricular e intratecal; a injecção intraventricular pode ser facilitada por um catéter intraventricular, por exemplo, ligado a um reservatório, como um reservatório ommaya.It is desirable to introduce the pharmaceutical compositions of the invention into the central nervous system by any suitable route, including intraventricular and intrathecal injection; intraventricular injection may be facilitated by an intraventricular catheter, for example, attached to a reservoir, such as an ommaya reservoir.
Para além disso, pode ser desejável administrar as composições farmacêuticas do invento localmente na área necessitada de tratamento; isto pode ser alcançado, por exemplo, e não ficando limitado a, por infusão local durante a cirurgia, por injecção, por meio de um catéter, ou por meio de um implante, sendo o dito implante de um material poroso, não poroso ou gelatinoso, incluindo membranas, tais como as membranas sialásticas, ou fibras. O invento também proporciona composições farmacêuticas que compreendem substâncias que interferem com uma ansa autócrina de BDNF administradas por via de lipossomas, micropartículas ou microcápsulas. Em várias concretizações do invento pode ser útil utilizar tais composições para conseguir a libertação sustida das substâncias. Numa concretização específica, pode ser desejável utilizar lipossomas dirigidos por via de anticorpos para antigénios tumorais específicos identificáveis (por ex., antigénios de superfície celular selectivos para neuroblastoma ou SCLC) [Leonetti et al. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 87: 2448-2451 (1990); Renneisen et al. . J. Biol. Chem.. 265: 16337-16342 (1990)]. O K252a ou a estauroesporina ou seus derivados, bem como outros inibidores de proteína-quinase, podem também ser empregues de acordo com os processos e composições deste invento, isoladamente ou em combinação com outros agentes terapêuticos ou de diagnóstico úteis no tratamento directo ou adjuntivo de certos cancros. Está contemplado que o K252a ou um seu derivado possa ser usado em combinação com os ácidos nucleicos anti-sentido de BDNF deste invento. Outros agentes, por ex., antimetabolitos, agentes alquilantes, alcaloides vinca,In addition, it may be desirable to administer the pharmaceutical compositions of the invention locally in the area in need of treatment; this can be achieved, for example, and is not limited to, by local infusion during surgery, by injection, by means of a catheter, or by means of an implant, said implant being a porous, nonporous or gelatinous material , including membranes, such as sialastic membranes, or fibers. The invention also provides pharmaceutical compositions comprising substances that interfere with an autocrine loop of BDNF administered via liposomes, microparticles or microcapsules. In various embodiments of the invention it may be useful to use such compositions to achieve sustained release of the substances. In a specific embodiment, it may be desirable to use antibody-directed liposomes for specific identifiable tumor antigens (e.g., cell surface antigens selective for neuroblastoma or SCLC) [Leonetti et al. Proc. Natl. Acad. Know. USA. 87: 2448-2451 (1990); Renneisen et al. . J. Biol. Chem., 265: 16337-16342 (1990)]. K252a or staurosporine or derivatives thereof, as well as other protein kinase inhibitors, may also be employed according to the methods and compositions of this invention, alone or in combination with other therapeutic or diagnostic agents useful in the direct or adjunctive treatment of certain cancers. It is contemplated that K252a or a derivative thereof may be used in combination with the BDNF antisense nucleic acids of this invention. Other agents, e.g., antimetabolites, alkylating agents, vinca alkaloids,
I 73 889 6526-089-118 30I 73 889 6526-089-118 30
C~ - ‘ / õ' antibióticos antineoplásticos, derivados de platina, ureias substituídas, adrenocorticoesteróides, citoquinas, inter-leucinas, interferões ou anticorpos, podem ser também empregues em conjunção com esses inibidores de quinase para tratar uma variedade de cancros caracterizados por células que expressam BDNF e doenças relacionadas. 0 regime de dosagem envolvido na administração de uma quantidade eficaz de, por exemplo, K252a num processo para tratamento das condições abaixo descritas, será determinado pelo médico acompanhante, considerando vários factores que modificam a acção das drogas, por ex., a condição, o peso corporal, sexo e dieta do paciente, a gravidade do tumor, tempo de administração e outros factores clínicos. A dosagem das composições do invento utilizadas para tratar a condição específica da doença aqui descrita, pode variar dependendo da doença particular e da etapa da doença.Anti-neoplastic antibiotics, platinum derivatives, substituted ureas, adrenocorticosteroids, cytokines, interleukins, interferons or antibodies, may also be employed in conjunction with such kinase inhibitors to treat a variety of cancers characterized by cells which express BDNF and related diseases. The dosage regimen involved in administering an effective amount of, for example, K252a in a method for treating the conditions described below will be determined by the attending physician, considering various factors that modify the action of the drugs, e.g., condition, body weight, sex and diet of the patient, tumor severity, time of administration and other clinical factors. The dosage of the compositions of the invention used to treat the disease-specific condition described herein may vary depending upon the particular disease and stage of the disease.
Está ainda contemplado que composições farmacêuticas contendo K252a ou um seu derivado, estauroesporina, ou outros inibidores de quinase também contenham outro agente terapêutico convencional, tal como. ciclofosfamida, citoquinas, interleucinas, interferões ou anticorpos, como acima mencionado. Está especialmente contemplado que os oligonucleótidos anti-sentido deste invento possam ser combinados com composições farmacêuticas contendo inibidores de proteína quinase. Quando estes agentes são combinados numa composição farmacêutica, está antecipado que cada ingrediente activo esteja presente na composição combinada na mesma concentração ou numa concentração ligeiramente inferior à que esse agente teria se fosse administrado isoladamente. 0 mecanismo terapêutico das composições e processos do presente invento difere, em princípio, do da larga maioria das drogas presentemente a uso para tratamento de tumores associados com a expressão de BDNF. Substâncias que interferem com a ansa autócrina de sobrevivência de BNDF, isoladas ou em combinação com outros agentes tumorocidas conhecidos, apresentam actividadeIt is further contemplated that pharmaceutical compositions containing K252a or a derivative thereof, staurosporine, or other kinase inhibitors also contain another conventional therapeutic agent, such as. cyclophosphamide, cytokines, interleukins, interferons or antibodies, as mentioned above. It is especially contemplated that the antisense oligonucleotides of this invention can be combined with pharmaceutical compositions containing protein kinase inhibitors. When these agents are combined in a pharmaceutical composition, it is anticipated that each active ingredient will be present in the combined composition in the same concentration or at a slightly lower concentration than that agent would have if given alone. The therapeutic mechanism of the compositions and methods of the present invention differs in principle from that of the vast majority of the drugs presently being used for treatment of tumors associated with BDNF expression. Substances that interfere with the autocrine loop of BNDF survival, alone or in combination with other known tumourocidal agents, have activity
73 889 6526-089-118 -31 altamente específica de modo a que os pacientes não sofram as muitas desvantagens da terapia convencional para o cancro.It is highly specific so that patients do not suffer from the many disadvantages of conventional therapy for cancer.
Os tumores que expressam BDNF susceptíveis de tratamento pelo presente processo e composições incluem, mas não estão limitados a, neuroblastoma, carcinoma de pulmão de célula pequena, e alguns tumores neuroepiteliais. Outros tipos de tumor que expressam BDNF podem ser identificados por vários processos conhecidos na arte. De acordo com o processo do presente invento pode ser analisado, tecido de tumor primário de um paciente quanto à expressão de BDNF antes do tratamento, caso seja desej ado. Àdicionalmente ao tratamento de desordens de mamíferos aqui apresentado, os processos e composições deste invento podem ser utilizados para fins veterinários no tratamento de tumores que expressam BDNF, que afligem cavalos, porcos, gado e aves de capoeira, por exemplo. Estas desordens podem ser tratadas utilizando quantidades do composto que podem ser usadas no tratamento das desordens de mamíferos acima apresentadas.BDNF-expressing tumors amenable to treatment by the instant invention and compositions include, but are not limited to, neuroblastoma, small cell lung carcinoma, and some neuroepithelial tumors. Other tumor types expressing BDNF can be identified by various methods known in the art. According to the method of the present invention, a patient's primary tumor tissue can be analyzed for BDNF expression prior to treatment, if desired. Regardless of the mammalian disorder treatment presented herein, the methods and compositions of this invention may be used for veterinary purposes in the treatment of BDNF-expressing tumors, which afflict horses, pigs, cattle and poultry, for example. Such disorders may be treated using amounts of the compound that may be used in the treatment of the above mammalian disorders.
Utilidade do Diagnóstico A maioria das linhas de células de neuroblastoma humano expressam algum nível de ARNm de BDNF humano. A expressão de ARNm de BDNF parece ser única no neuroblastoma, com apenas algumas excepções (tais como o carcinoma de pulmão de célula pequena e algumas células de tumor neuroepitelial). Estes resultados sugerem que a expressão de ARNm de BDNF pode servir clinicamente como um marcador útil para o neuroblastoma humano, bem como para SCLC e para alguns tumores neuroepiteliais. Dado que o melhor marcador clínico para neuroblastoma, até à data, é a amplificação de N-myc e que N-mvc só é amplificado em aproximadamente 30% de todos os neuroblastomas em etapa tardia (Etapas III e IV), a expressão de ARNm de BDNF pode ser um marcador clínico mais útil e de mais largo espectro para ambos os neuroblastomas de etapa precoce e de etapa tardia.Diagnostic Utility Most human neuroblastoma cell lines express some level of human BDNF mRNA. BDNF mRNA expression appears to be unique in neuroblastoma, with only a few exceptions (such as small cell lung carcinoma and some neuroepithelial tumor cells). These results suggest that BDNF mRNA expression may serve clinically as a useful marker for human neuroblastoma, as well as for SCLC and for some neuroepithelial tumors. Since the best clinical marker for neuroblastoma to date is N-myc amplification and N-mvc is only amplified in approximately 30% of all late stage neuroblastomas (Stages III and IV), mRNA expression of BDNF may be a more useful and broader spectrum clinical marker for both early-stage and late-stage neuroblastomas.
73 889 6526-089-118 -32-73 889 6526-089-118 -32-
Identificacão de Células que Expressam BDNF Funcional ou Outros Receptores de NeurotrofinaIdentification of Cells Expressing Functional BDNF or Other Neurotrophin Receptors
Algumas linhas de células de neuroblastoma podem ser salvas eficazmente de efeitos citotóxicos de oligonucleótidos anti-sentido de BDNF pela adição quer de BDNF/ NGF ou NT-3 (ver Secção 6/ infra.)· Assim# pode prever-se que alguns neuroblastomas expressam receptores funcionais para BDNF, NGF ou NT-3 com base na capacidade destes ligandos individuais salvarem um destes tipos de células da citotoxicidade anti-sentido 5. Por exemplo# os nossos resultados (Exemplo 1.# Secção 1.1) sugerem que células de neuroblastoma LA-N-5 expressam receptores funcionais para NGF# BDNF e NT-3, enquanto que células LA-N-i expressam somente receptores funcionais para BDNF# e que células de neuroblastoma de CHP-134 e CHP-404 expressam tanto receptores de NGF como de BDNF# mas falham nos receptores de NT-3.Certain neuroblastoma cell lines can be efficiently saved from cytotoxic effects of BDNF antisense oligonucleotides by the addition of either BDNF / NGF or NT-3 (see Section 6 below). Thus # some neuroblastomas can be expected to express functional receptors for BDNF, NGF or NT-3 based on the ability of these individual ligands to salvage one of these types of antisense cytotoxicity 5 cells. For example # our results (Example 1. # Section 1.1) suggest that neuroblastoma cells LA N-5 express functional receptors for NGF # BDNF and NT-3, whereas LA-Ni cells express only functional receptors for BDNF # and that CHP-134 and CHP-404 neuroblastoma cells express both NGF and BDNF receptors # but fail at NT-3 receptors.
Engenharia Genética de um Sistema Celular Modelo que Imita Células Tumorais Dependentes de Ansa Autócrina.Genetic Engineering of a Model Cell System That Imitates Autocrine Ankle-Dependent Tumor Cells.
Apesar da identificação de uma ansa autócrina de sobrevivência dependente de BNDF em neuroblastomas, as propriedades das células que reflectem uma tal ansa de sobrevivência, como níveis detectáveis de ARNm para trkB ou níveis detectáveis de um receptor de trk fosforilado constitutivamente, não foram detectados imediatamente. Estudos prévios de ansas autócrinas envolvendo factores mitogénicos convencionais demostraram que essas ansas podem funcionar na ausência de factor secretado detectável, com activação de receptor de ocorrência intracelular ocasional [Zhan e Goldfarb, Mol. Cell. Biol. 6.: 3541 (1986)]. Para além disso, a estimulação autócrina crónica pode resultar em regulação substancial na gama inferior da autofosforilação do receptor, bem como uma rápida reciclagem do receptor envolvido# podendo ambas dificultar ou impossibilitar a detecção de receptores fosforilados constitutivamente. De modo semelhante# a exposição contínua de células neuronais a NGF, enquanto requerido para a sobrevivência, resulta, eventualmente, em regulação substancial na gama inferior do receptor trkA activado [Kaplan et al. . Science 252:554 (1991)]. 73 889 6526-089-118 33-Despite the identification of an autoregressive BNDF-dependent survival loop in neuroblastomas, the properties of cells reflecting such a survival loop, such as detectable levels of trkB mRNA or detectable levels of a constitutively phosphorylated trk receptor, were not detected immediately. Previous studies of autocrine loops involving conventional mitogenic factors have demonstrated that these loops can function in the absence of detectable secretory factor with occasional intracellular receptor activation [Zhan and Goldfarb, Mol. Cell. Biol. 6: 3541 (1986)]. In addition, chronic autocrine stimulation may result in substantial regulation in the lower range of receptor autophosphorylation, as well as rapid recycling of the involved receptor, both of which may hinder or prevent the detection of constitutively phosphorylated receptors. Similarly, continuous exposure of neuronal cells to NGF, as required for survival, eventually results in substantial regulation in the lower range of the activated trkA receptor [Kaplan et al. . Science 252: 554 (1991)]. 73 889 6526-089-118 33-
Para superar estes problemas e para proporcionar um modelo celular que utilize uma ansa autócrina de BNDF, na qual a interrupção dessa ansa possa ser facilmente detectada in vitro. proporcionando assim, um sistema útil para pesquisar compostos com a capacidade de interromper uma tal ansa autócrina, foi criado um sistema celular recombinante. Este sistema utilizou uma ansa autócrina mediada por BDNF/trkB. Este sistema baseia-se numa variante da linha de células de fibroblastos NIH 3T3, cujo crescimento e sobrevivência em meios definidos necessita, de factor de crescimento de fibroblasto (FGF) ou de factor de crescimento derivado das plaquetas (PDGF) [Lee e Donoghue, J. Cell Biol. 113!361 (1991)]; a morte destes fibroblastos devida à privação do factor, também é apoptótica [Ernfors et al.. Neuron 5.:511 (1990 )]. Quando estas células são transfectadas estavelmente com o receptor trkB, o BDNF pode substituir o FGF ou o PDGF [Glass et al.. Cell 66.:405 (1991)]. A co-transfecção destas células com ambos os trkB e BDNF leva a uma célula NIH3T3 [referida como 3T3(autócrina) ou MBx] que pode sobreviver em meios definidos sem a adição de factor de crescimento exógeno (i.e., elas tornam-se autócrinas para BDNF). Surpreendentemente, estas células NIH3T3 autócrinas são, em muitos aspectos, semelhantes a neuroblastomas dependentes de uma ansa autócrina de sobrevivência de BNDF. Por exemplo, elas apresentam uma susceptibilidade específica de sequência semelhante para oligómeros anti-sentido de BDNF, que pode ser superada por BDNF exógeno. Para além disso, estas células não secretam níveis detectáveis de BDNF para os meios nem apresentam níveis detectáveis de um receptor trkB fosforilado constitutivamente.To overcome these problems and to provide a cellular model using an autocrine BNDF loop, in which the interruption of that loop can be easily detected in vitro. thus providing a useful system for screening compounds with the ability to disrupt such an autocrine loop, a recombinant cell system has been created. This system utilized a BDNF / trkB-mediated autocrine loop. This system is based on a variant of the NIH 3T3 fibroblast cell line whose growth and survival in defined media requires either fibroblast growth factor (FGF) or platelet derived growth factor (PDGF) [Lee and Donoghue, J. Cell Biol. 113, 361 (1991)]; the death of these fibroblasts due to factor deprivation is also apoptotic [Ernfors et al., Neuron 5:51 (1990)]. When these cells are stably transfected with the trkB receptor, BDNF can replace FGF or PDGF [Glass et al., Cell 66: 405 (1991)]. Co-transfection of these cells with both trkB and BDNF leads to an NIH3T3 cell [referred to as 3T3 (autocrine) or MBx] that can survive in defined media without the addition of exogenous growth factor (ie, they become autocrine for BDNF). Surprisingly, these autocrine NIH3T3 cells are, in many ways, similar to neuroblastomas dependent on an autocrine loop of BNDF survival. For example, they exhibit a similar sequence specific susceptibility for antisense oligomers of BDNF, which may be overcome by exogenous BDNF. In addition, these cells do not secrete detectable levels of BDNF to the media nor have detectable levels of a constitutively phosphorylated trkB receptor.
Adicionalmente, o K252a e a estauroesporina actuam em células NIH3T3 transfectadas com BDNF/trkB, crescidas em meios definidos, de um modo que é muito semelhante ao seu efeito em neuroblastomas, confirmando assim que tais células proporcionam um sistema de ensaio útil para a identificação de agentes que possam ser usados para destruir células tumorais dependentes de ansa autócrina, através da ruptura da ansa autócrina. Outros sistemas modelo de ansa autócrina, que são construídos para codificar e expressar um factor particular, bem como o receptor 73 889 6526-089-118 34-In addition, K252a and staurosporine act on BDNF / trkB transfected NIH3T3 cells, grown in defined media, in a manner that is very similar to its effect on neuroblastomas, thus confirming that such cells provide a useful assay system for the identification of agents that can be used to kill autocrine loop-dependent tumor cells by rupturing the autocrine loop. Other autocrine loop model systems, which are constructed to encode and express a particular factor, as well as the receptor 73 889 6526-089-118 34-
para esse factor, podem também ser criados e utilizados, como é aqui contemplado, para identificar agentes que interrompem tais ansas autócrinas. Tais factores incluem, mas não estão limitados a, factor de crescimento do nervo, neurotrofina-3, neurotrofina-4, e factor neurotrofico ciliar.for this factor, can also be created and used, as contemplated herein, to identify agents that disrupt such autocrine loops. Such factors include, but are not limited to, nerve growth factor, neurotrophin-3, neurotrophin-4, and ciliary neurotrophic factor.
De modo a que o invento aqui apresentado possa ser melhor compreendido na totalidade, são apresentados os exemplos seguintes. Deve ser entendido que estes exemplos são unicamente para fins ilustrativos e não devem ser encarados como limitantes deste invento de qualquer modo.In order that the invention disclosed herein may be better understood in its entirety, the following examples are set forth. It is to be understood that these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting this invention in any way.
EXEMPLOSEXAMPLES
Exemplo 1Example 1
Verificações Experimentais: NeuroblastomaExperimental Checks: Neuroblastoma
Como aqui descrito, mostrámos que oligonucleótidos anti-sentido dirigidos contra BDNF são citotóxicos in vitro para linhas de células de neuroblastoma, demonstrando assim que, células de neuroblastoma humano necessitam de BDNF como uma molécula de sobrevivência autócrina e que estas células de neuroblastoma podem ser salvas dos efeitos citotóxicos de BDNF anti-sentido através da administração de BDNF exógeno. Uma vez que a maior parte destas células de neuroblastoma não expressam níveis detectáveis de ARNm de trk B, os nossos dados implicam que possam existir receptores adicionais para BDNF. 1.1 Linhas de Células de Neuroblastoma de Humanos e Roedores, que Expressam ARNm de BDNF.As described herein, we have shown that antisense oligonucleotides directed against BDNF are cytotoxic in vitro to neuroblastoma cell lines, thus demonstrating that human neuroblastoma cells require BDNF as a molecule of autocrine survival and that these neuroblastoma cells can be saved of the cytotoxic effects of antisense BDNF through administration of exogenous BDNF. Since most of these neuroblastoma cells do not express detectable levels of trk B mRNA, our data imply that there may be additional receptors for BDNF. 1.1 Neuroblastoma Cell Lines from Humans and Rodents, Expressing BDNF mRNA.
Pesquisámos um painel de linhas de células tumorais de humanos e roedores, por abordagens de transferências de Northern, quanto à expressão de ARNm de BDNF [Maisonpierre et al.. Science. 247:1446-1451 (1990)]. A Tabela I e a Figura 5 sumarizam estes resultados e indicam que a maioria das linhas de células de neuroblastoma (17 das 18 testadas) expressam ARNm de BDNF e que a expressão de ARNm de BDNF parece ser, de certo modo, única para o neuroblastoma. Por exemplo, só 3 de 12 neuroepiteliomas ou sarcomas de Ewing expressam ARNm de BDNF. Nenhum tumor não neural testado revelou expressar ARNm de BDNF.We have investigated a panel of human and rodent tumor cell lines by Northern blotting approaches for BDNF mRNA expression [Maisonpierre et al., Science. 247: 1446-1451 (1990)]. Table I and Figure 5 summarize these results and indicate that most neuroblastoma cell lines (17 out of 18 tested) express BDNF mRNA and that BDNF mRNA expression appears to be somewhat unique to neuroblastoma . For example, only 3 of 12 neuroepitheliomas or Ewing's sarcomas express BDNF mRNA. No non-neural tumor tested revealed to express BDNF mRNA.
As linhas de células de tumores não neuronais testadas incluíram retinoblastomas, melanomas, carcinomas (cervical e da mama) e leucemias. A única linha de células de neuroblastoma que não expressou ARNm de BDNF foi SH-SY5Y que é única, no sentido em que é toráxica, em oposição à origem derivada da cristã neural. 0 Dr. Mark Israel (UCSD) forneceu transferências de ARN de algumas destas linhas de células de neuroblastoma.Cell lines from non-neuronal tumors tested included retinoblastomas, melanomas, carcinomas (cervical and breast), and leukemias. The only neuroblastoma cell line that did not express BDNF mRNA was SH-SY5Y which is unique in the sense that it is thoracic as opposed to the derived origin of neural Christian. Dr. Mark Israel (UCSD) provided RNA blots from some of these neuroblastoma cell lines.
Tabela 1Table 1
Expressão de ARNm de BDNF em Linhas de Células Humanas* Linha de Células Expressão de BDNFExpression of BDNF mRNA in Human Cell Lines * Cell Line BDNF Expression
Neuroblastoma 382 + GICAN + NB-69 + CHP-404 + CHP-234 + CHP-134 + CHP-126 + NMB + KCNR + NGP + BE2 + KAN + GI + AS + LA-N-1 +/- LA-N-5 + IMR-32 + SH-SY5Y - I 73 889 6526-089-118 -36-Neuroblastoma 382 + GICAN + NB-69 + CHP-404 + CHP-234 + CHP-134 + CHP-126 + NMB + KCNR + NGP + BE2 + KAN + GI + AS + LA-N-1 +/- LA-N -5 + IMR-32 + SH-SY5Y-I 73 889 6526-089-118 -36-
Tabela 1 (cont.)Table 1 (cont.)
Linha de Células Expressão de BDNFCell Line BDNF Expression
Neuroepitelioma /Ewing SK-N-MC CHP-100 A4573 5838 EW-1 71 6647Neuroepithelioma / Ewing SK-N-MC CHP-100 A4573 5838 EW-1 71 6647
N1050 32 DW + +N1050 32 DW + +
SK-N-LO LISK-N-LO LI
Linhas de Células Não Neuronais Y79 FOI BU2 Mol HL-60 COLO-320 HELA U937 K562 MCF7 *0s dados são um sumário de resultados de transferências de Northern de ARN de linhas de células humanas sondadas com BDNF humano. ( + ) indica expressão positiva de ARNm de hBDNF e (-) indica a ausência de ARNm de BDNF. (+/-) indica um nível de expressão muito baixo. (Dados Actuais de Transferência de Northern são apresentados na patente de BDNF). 73 889 6526-089-118 -37-Non-Neuronal Cell Lines Y79 FOI BU Mol HL-60 COLO-320 HELA U937 K562 MCF7 * The data are a summary of Northern blot results of human cell lines probed with human BDNF. (+) indicates positive expression of hBDNF mRNA and (-) indicates absence of BDNF mRNA. (+/-) indicates a very low expression level. (Current Northern Transfer Data are shown in the BDNF patent). 73 889 6526-089-118 -37-
1.2 Oliqonucleótidos Antisentido Inibem a Tradução in vitro de ARNm de BDNF Foram sintetizados três oligonucleótidos anti-sentido complementares para várias regiões do gene de 5 BDNF humano [ver Publicação Internacional PCT Na W091/03568, publicado em 21 de Março de 1991], como se apresenta na Tabela II abaixo. Cada oligonucleótido ("oligo") foi construído como um mero 18 e os oligonucleótidos em sentido complementares serviram como controlos em todas as experiências. 0 oligo anti-sentido 5' (5'-AS-BDNF; SEQ ID NO:l) consistiu na sequência de ADN de BDNF humano, começando 3 nucleótidos a montante do presumível codão de iniciação ATG e extendendo-se a 4 codões a jusante desta metionina de iniciação. O segundo oligo anti-sentido correspondeu a uma sequência de ADN de BDNF em torno do local de processamento do resíduo dibásico (PS-AS-BDNF; SEQ ID NO:3) e o terceiro oligo anti-sentido (o S^AS-BDNF; SEQ ID N0:5) correspondeu aos 6 últimos codões de BDNF humanoAntisense oligonucleotides Inhibition of in vitro translation of BDNF mRNA Three complementary antisense oligonucleotides were synthesized for various regions of the human BDNF gene [see PCT International Publication No. WO 91/03568, published March 21, 1991], as follows. Table II below. Each oligonucleotide (" oligo ") was constructed as a single 18 and the complementary sense oligonucleotides served as controls in all experiments. The 5 'anti-sense oligo (5'-AS-BDNF; SEQ ID NO: 1) consisted of the human BDNF DNA sequence, starting 3 nucleotides upstream of the presumed ATG start codon and extending to 4 downstream codons of this initiation methionine. The second antisense oligo corresponded to a BDNF DNA sequence around the dibasic residue processing site (PS-AS-BDNF; SEQ ID NO: 3) and the third antisense oligo (the S-AS-BDNF ; SEQ ID NO: 5) corresponded to the last 6 codons of human BDNF
Tabela IITable II
Oliqonucleótidos de BDNF Anti-sentido SEQ. ID NO: 1 5'-AS-BDNF 5'-GAA AAG GAT GGT CAT CAC-3' 1 -129 a -124 5'-S-BDNF 5'-GTG ATG ACC ATC CTT TTC-3' 2 129 A -124 SEQ. ID NO: 3 PS-AS-BDNF 5'-GGC AGG GTC AGA GTG GCG-3' 3 1 a +5 PS-S-BDNF 5'-CGC CAG TCT GAC CCT GCC-3' 4 (Arg)(Lys) -1 a +5 SEQ. ID NO: 5 3’-AS-BDNF 5’-CTA TCC CCT TTT AAT GGT-3' 5 +113 a +119Oligo-nucleotides of BDNF Antisense SEQ. ID NO: 1 5'-AS-BDNF 5'-GAA AAG GAT GGT CAT CAC-3 '1 -129 to -124 5'-S-BDNF 5'-GTG ATG ACC ATC CTT TTC- 124 SEQ. BDNF 5'-CGC CAG TCT GAC CCT GCC-3 '4 (Arg) (Lys) 5'-GGC 5'GGC AGG GTC AGA GTG GCG-3'3 1 to +5 PS-S- -1 to +5 SEQ. ID NO: 5 3'-AS-BDNF 5'-CTA TCC CCT TTT AAT GGT-3 '5 +113 to +119
3'-S-BDNF 5/-TTG ACC ATT AAA AGG GGA-3' 6 +113 a +119 AS - refere-se a sequência anti-sentido; s sequência com sentido; refere-se a3'-S-BDNF 5 / -TTG ACC ATT AAA AGG GGA-3 '+113 to +119 AS - refers to the antisense sequence; s sense sequence; refers to
73 889 6526-089-118 -38-73 889 6526-089-118 -38-
PS - refere-se a local de processamento de aminoácido dibásico. O presumível codão de iniciação ATG é salientado na sequência 5'-S-BDNF. Os codões de resíduos dibásicos Arg-Lys estão indicados na sequência PS-S-BDNF. Todos os oligonucleótidos foram sintetizados num sintetizador de ácidos nucleicos da Applied Biosystems.PS - refers to the dibasic amino acid processing site. The presumed ATG start codon is highlighted in the 5'-S-BDNF sequence. The Arg-Lys dibasic residue codons are indicated in the PS-S-BDNF sequence. All oligonucleotides were synthesized on a nucleic acid synthesizer from Applied Biosystems.
Cada oligonucleótido de BDNF anti-sentido foi primeiro testado quanto à sua capacidade para inibir a síntese de BDNF, utilizando um sistema de tradução in vitro de lisado de semente de trigo (Figura 1). A síntese de BDNF (oligonucleótido +/-anti-sentido ou com sentido) foi seguida neste sistema de ensaio, por marcação metabólica com 35S-metionina, electroforese em gel de poliacrilamida, e fluorografia (Figura 1). Observou-se que um mero 18 aleatório (oligo de controlo) não teve efeito inibitório na síntese de BDNF in. vitro. em ambas as concentrações de 1 e 6 μΜ. 0 oligo 5'-AS-BDNF (SEQ ID N0:1) teve um leve efeito inibidor na síntese in. vitro de BDNF a uma concentração de 1 μΜ, e efeitos inibitórios profundos a 6 μΜ. Os 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO:5) e o PS-AS-BDNF (SEQ ID N0:3), ambos inibiram eficazmente a síntese de BDNF em concentrações de 1 μΜ e 6 μΜ. Os oligos com sentido complementares tiveram pouco ou nenhum efeito sobre a síntese in vitro de BDNF a 1 μΜ, mas tiveram alguma actividade inibitória a concentrações muito elevadas (6 μΜ) (dados representativos apresentados para o oligo 57-S-BDNF (SEQ ID NO:2); Figura 1).Each antisense BDNF oligonucleotide was first tested for its ability to inhibit BDNF synthesis using an in vitro translation system of wheat seed lysate (Figure 1). Synthesis of BDNF (+/- antisense or sense oligonucleotide) was followed in this assay system by metabolic labeling with 35S-methionine, polyacrylamide gel electrophoresis, and fluorography (Figure 1). It was observed that a random mere 18 (control oligo) had no inhibitory effect on the synthesis of BDNF in. vitro. at both 1 and 6 μ concentra concentrations. The oligo 5'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 1) had a slight inhibitory effect on the synthesis in. vitro inhibition of BDNF at a concentration of 1 μΜ, and profound inhibitory effects at 6 μΜ. 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) and PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) both effectively inhibited BDNF synthesis in concentrations of 1 μΜ and 6 μΜ. Complementary sense oligos had little or no effect on the in vitro synthesis of BDNF at 1 μg but had some inhibitory activity at very high concentrations (6 μg) (representative data presented for oligo 57-S-BDNF (SEQ ID NO : 2), Figure 1).
1.3 Oligonucleótidos Anti-sentido 3' para BDNF. mas não Antisentido 5’ ou com Sentido para BDNF. são Citotóxicos para Células de Neuroblastoma aue Expressem BDNF1.3 3 'Antisense oligonucleotides for BDNF. but not 5 'Antisense or Meaningful for BDNF. are Cytotoxic for Neuroblastoma Cells aue Express BDNF
Testámos os efeitos dos oligonucleótido de BDNF anti-sentido (5'-AS-BDNF, PS-AS-BDNF, e 3/-AS-BDNF) sobre a viabilidade celular quando adicionados directamente a culturas de células de neuroblastoma humano, in vitro.We tested the effects of antisense BDNF oligonucleotide (5'-AS-BDNF, PS-AS-BDNF, and 3β-AS-BDNF) on cell viability when added directly to human neuroblastoma cell cultures, in vitro.
As células de neuroblastoma humano foram cultivadas em meio essencial modificado de Eagle (EMEM) com 10% de soro fetal bovino (FBS), glutamina 2 mM e penicilina e estreptomicina, 1% 73 889Human neuroblastoma cells were cultured in Eagle's modified essential medium (EMEM) with 10% fetal bovine serum (FBS), 2 mM glutamine and penicillin and streptomycin, 1% 73 889
6526-089-118 de cada (meios completos). Para os ensaios anti-sentido, as células foram plaqueadas em placas Costar de 24 poços a uma densidade de sementeira de 2 x 104 células/poço. A absorção e incorporação de oligonucleótidos anti-sentido foi realizada pela adição dos oligos anti-sentido directamente nas células em EMEM sem soro. A concentração de oligonucleótidos com sentido ou anti-sentido adicionada aos meios de cultura das células, variou desde 0,1 até 50 μΜ (Figura 2). Após um período de incubação de 4 horas com o respectivo oligonucleótido, foi adicionado suplemento ITS (insulina, transferrina e selénio) aos poços de cultura de células e a viabilidade celular foi analisada 96 horas após a adição do oligo. Foram analisados e feita a média de poços em duplicado. A viabilidade celular foi analisada pela coloração de azul tripano. (Figura 2). os efeitos morfológicos de oligómeros de BDNF com sentido ou anti-sentido em células de neuroblastoma LAN-5 são apresentados nas fotomicrografias de luz na Figura 6. Como apresentado na Figura 2, a linha de células de neuroblastoma LA-N-5 foi a mais sensível aos efeitos citotóxicos do oligonucleótido 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO:5). Mais do que 80% destas células foram mortas com 1 μΜ de 3'-AS-BDNF dentro de 96 horas. Células de neuroblastoma LA-N-1 foram um pouco menos sensíveis do que células LAN-5, uma vez que apenas 40% destas células foram mortas com 1 μΜ de 3'-AS-BDNF em 96 horas. Interessantemente, as células LA-N-1 expressam menos ARNm de BDNF do que as células LA-N-5. As células SK-ES e SH-SY5Y (que não expressam ARNm de BDNF) foram resistentes aos efeitos citotóxicos de 3'-AS-BDNF, mesmo a concentrações de 50 μΜ. Foi observada alguma perda de viabilidade celular a concentrações de 3'-AS-BDNF de 50 μΜ para estas linhas de células resistentes, mas a mesma perda de actividade celular foi observada quando estas células foram tratadas com 50 μΜ do oligonucleótido de controlo 3'-sentido-BDNF (3'-S-BDNF). De facto, não foi observada perda de células superior a 30% em nenhuma das quatro linhas de células quando tratadas durante 96 horas em meios isentos de soro com 3'-S-BDNF 50 μΜ. Finalmente, não foi observada nenhuma perda de viabilidade celular em nenhuma das linhas de células de neuroblastoma quando tratadas com o oligo 5'-AS-BDNF (SEQ ID N0:1) mas O PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) deu6526-089-118 of each (complete media). For the antisense assays, the cells were plated in Costar 24-well plates at a seed density of 2 x 10 4 cells / well. Absorption and incorporation of antisense oligonucleotides was performed by adding the antisense oligos directly to the cells in serum-free EMEM. The concentration of sense or antisense oligonucleotides added to the cell culture media ranged from 0.1 to 50 μΜ (Figure 2). After an incubation period of 4 hours with the respective oligonucleotide, ITS supplement (insulin, transferrin and selenium) was added to cell culture wells and cell viability was analyzed 96 hours after addition of the oligo. We analyzed and averaged wells in duplicate. Cell viability was analyzed by trypan blue staining. (Figure 2). the morphological effects of sense or antisense BDNF oligomers on LAN-5 neuroblastoma cells are shown in the light photomicrographs in Figure 6. As shown in Figure 2, the LA-N-5 neuroblastoma cell line was the most sensitive to the cytotoxic effects of the 3'-AS-BDNF oligonucleotide (SEQ ID NO: 5). More than 80% of these cells were killed with 1 μΜ of 3'-AS-BDNF within 96 hours. LA-N-1 neuroblastoma cells were somewhat less sensitive than LAN-5 cells, since only 40% of these cells were killed with 1 μΜ of 3'-AS-BDNF in 96 hours. Interestingly, LA-N-1 cells express less BDNF mRNA than LA-N-5 cells. SK-ES and SH-SY5Y cells (which do not express BDNF mRNA) were resistant to the cytotoxic effects of 3'-AS-BDNF, even at concentrations of 50 μΜ. Some loss of cell viability at 50 μ 3 3 'AS-BDNF concentrations was observed for these resistant cell lines, but the same loss of cellular activity was observed when these cells were treated with 50 μΜ of the control oligonucleotide 3'- sense-BDNF (3'-S-BDNF). In fact, no loss of cells greater than 30% was observed in any of the four cell lines when treated for 96 hours in serum-free media with 50 μM 3'-S-BDNF. Finally, no loss of cell viability was observed in any of the neuroblastoma cell lines when treated with the 5'-AS-BDNF oligo (SEQ ID NO: 1) but PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) He gave
resultados virtualmente idênticos com ο 37-AS-BDNF (SEQ ID NO:5).virtually identical results with 37-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5).
Oligómeros anti-sentido de BDNF, mas não oligómeros de controlo, tiveram efeitos profundos na morfologia celular guando adicionados a culturas de neuroblastomas em baixas concentrações (Figura 6A-C). Como seria de esperar se estes efeitos fossem derivados da ruptura de uma ansa autócrina de BDNF, alterações na morfologia da célula mediadas por anti-sentidos poderiam ser evitadas pela adição de BDNF exógeno (Figura 6D). 1.4 Células de Neuroblastoma que Expressam BDNF Podem Ser Salvas Selectivamente dos Efeitos Citotóxicos do Oliaonucleótido 37-AS-BDNF pela Co-Adição de Neurotrofinas ao Sistema de Cultura de Células.Antisense oligoners of BDNF, but not control oligomers, had profound effects on cell morphology while adding to cultures of neuroblastomas at low concentrations (Figure 6A-C). As would be expected if these effects were derived from the rupture of an autocrine loop of BDNF, changes in cell morphology mediated by antisense could be avoided by the addition of exogenous BDNF (Figure 6D). 1.4 Neuroblastoma Cells Expressing BDNF May Be Selectively Saved from the Cytotoxic Effects of 37-AS-BDNF Oliaonucleotide by Co-Addition of Neurotrophins to the Cell Culture System.
Figura 3 (A-E) apresenta os resultados de experiências de co-adição nas quais quer BDNF, N6F, ou neurotrofina 3 (NT-3) (100 ng/ml de cada factor recombinante purificado, obtido de células CHO transfectadas com o respectivo gene de neurotrof ina [ver Publicação Internacional PCT No W091/03568] foi adicionado simultaneamente com o oligonucleótido 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) (50 μΜ) a várias células de neuroblastomas (i.e., SH-SY5Y (A), LA-N-1 (B), LA-N-5 (C), CHP-134 (D), CHP-404 (E)). A viabilidade celular foi determinada em poços em duplicado de uma placa de 24 poços, por coloração com azul tripano a intervalos de 24 horas após a adição de 3#-AS-BDNF +/- factor neurotrofico. O número de células foi também registado com um hemocitómetro. Como acima apresentado, a absorção e incorporação de oligonucleótidos foi realizada pela adição do oligo directamente ao sistema de cultura de células em condições de isenção de soro, durante 4 horas. Os resultados na Figura 3A demonstram que o 37-AS-BDNF não tem efeitos citotóxicos em células SH-SY5Y que são negativas para ARNm de BDNF. Tanto células CHP-134 como CHP-404 (Figuras 3D e E, respectivamente) são sensíveis aos efeitos citotóxicos do 37-AS-BDNF e cada uma destas linhas de células pode ser salva (70-90%) pela co-adição tanto de BDNF como NGF, mas não de NT-3. Células LA-N-l são apenas salvas da citotoxicidade de 37-AS-BDNF por BDNF (Figura 3B) enquanto queFigure 3 (EA) shows the results of co-addition experiments in which either BDNF, N6F, or neurotrophin 3 (NT-3) (100 ng / ml of each purified recombinant factor obtained from CHO cells transfected with the respective gene from neurotrophin (see PCT International Publication No. W091 / 03568) was added simultaneously to the oligonucleotide 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) (50 μ) to various neuroblastoma cells (ie, SH-SY5Y (A), LA-N-1 (B), LA-N-5 (C), CHP-134 (D), CHP-404 (E)) Cell viability was determined in duplicate wells of a 24 well plate, staining with trypan blue at 24 hour intervals after the addition of 3β-AAS-BDNF +/- neurotrophic factor. The number of cells was also recorded with a hemocytometer. As shown above, the uptake and incorporation of oligonucleotides was performed by addition of the oligo directly into the cell culture system under serum-free conditions for 4 hours. ura 3A demonstrate that 37-AS-BDNF has no cytotoxic effects on SH-SY5Y cells that are negative for BDNF mRNA. Both CHP-134 and CHP-404 cells (Figures 3D and E, respectively) are sensitive to the cytotoxic effects of 37-AS-BDNF and each of these cell lines can be saved (70-90%) by the co-addition of both BDNF as NGF, but not NT-3. LA-N-1 cells are only saved from the cytotoxicity of 37-AS-BDNF by BDNF (Figure 3B) whereas
células LA-N-5 são salvas por todas as três neurotrofinas (Figura 3C). Embora não esteja apresentado na Figura 3, foi observado que o oligonucleótido 3'-AS-BDNF era citostático bem como citotóxico em células LA-N-1, LA-N-5, CHP-134, e CHP-404, mas não em células SH-SY5Y. 1.5 Tratamento de Neuroblastomas com Oliaómeros Anti-sentido de BDNF Provoca Morte ApoptóticaLA-N-5 cells are saved by all three neurotrophins (Figure 3C). Although not shown in Figure 3, 3'-AS-BDNF oligonucleotide was found to be cytostatic as well as cytotoxic in LA-N-1, LA-N-5, CHP-134, and CHP-404 cells, but not in SH-SY5Y cells. 1.5 Treatment of Neuroblastomas with BDNF Antisense Oliaomers Causes Apoptotic Death
Em contraste com os efeitos que resultam da ruptura de ansas autócrinas de factor de crescimento previamente descritas [Becker, et al.. EMBO J. £:3685 (1989); Morrison, J. Biol. Chem. 266:728 (1991); El-Badry, et al. J. Clin. Invest. 87:648 (1991); Selinfreund, et al.. J. Cell Biol. 111:2021 (1990)]f mesmo aqueles que se sabe serem operativos em neuroblastoma, os oligómeros de BDNF anti-sentido, não só evitaram o crescimento do neuroblastoma, mas também resultaram na morte das células tumorais de neuroblastoma (Figura 6B). Se o BDNF efectivamente funciona nestas células como uma molécula de sobrevivência neuronal, seria de esperar que pudesse ocorrer a morte devida à ruptura de uma ansa autócrina de BDNF, por mecanismos semelhantes aqueles previamente descritos para a morte celular neuronal a seguir à privação de factor neurotrofico [Martin, et al. J Cell Biol 106:829 (1988); Scott, et al. J. Neurobiol. 21: 630 (1990); Batistatou, et al. J. Cell Biol. 115: 461 (1991); Rukenstein, et al. J. Neurosci. 11.:2552 (1991)]. Embora os padrões morfológicos apresentados pelos neurónios que sofrem morte celular que ocorre naturalmente possam variar [Server, et al. em Apootosis. The Molecular Basis of Cell Death. pp. 263-279 (1991)], a morte neuronal pode geralmente ser marcada por algumas das mesmas alterações bioquímicas que caracterizam a morte celular programada noutros sistemas tais como o timo e a próstata (Batistatou, supra; Rukenstein, supra; Wylie et al. Int. Rev. Cytol.. 68:251 (1980)]. Em particular, a activação de endonucleases endógenas dependentes de cálcio que resultam na perda de ADN anterior à perda de proteína celular, pode ser um traço geral da morte programada ou "apoptótica" [Arends, et al.. Am. J. Pathol. 136:593 (1990)]. Tirámos vantagem de um ensaio de citometria de fluxo de coloração dupla (i.e., para ADN eIn contrast to the effects resulting from the disruption of autocrine growth factor loops previously described [Becker, et al., EMBO J., 3685 (1989); Morrison, J. Biol. Chem. 266: 728 (1991); El-Badry, et al. J. Clin. Invest. 87: 648 (1991); Selinfreund, et al., J. Cell Biol. 111: 2021 (1990)], even those known to be operative in neuroblastoma, the antisense BDNF oligomers not only prevented the growth of neuroblastoma but also resulted in the death of neuroblastoma tumor cells (Figure 6B). If BDNF does indeed function in these cells as a neuronal survival molecule, it would be expected that death due to rupture of an autocrine loop of BDNF could occur, by mechanisms similar to those previously described for neuronal cell death following neurotrophic factor deprivation [Martin, et al. J Cell Biol 106: 829 (1988); Scott, et al. J. Neurobiol. 21: 630 (1990); Batistatou, et al. J. Cell Biol. 115: 461 (1991); Rukenstein, et al. J. Neurosci. 11: 2552 (1991)]. Although the morphological patterns presented by neurons that undergo naturally occurring cell death may vary [Server, et al. in Apootosis. The Molecular Basis of Cell Death. pp. 263-279 (1991)], neuronal death can generally be marked by some of the same biochemical changes that characterize programmed cell death in other systems such as the thymus and prostate (Batistatou, supra; Rukenstein, supra; Wylie et al., Int In particular, the activation of endogenous calcium-dependent endonucleases that result in the loss of DNA prior to the loss of cellular protein, may be a general trait of programmed or "apoptotic" death " , [Arends, et al., Am. J. Pathol., 136: 593 (1990)] We took advantage of a double staining flow cytometric assay (ie, for DNA and
73 889 6526-089-118 -42-73 889 6526-089-118 -42-
proteína), para distinguir entre apoptose e necrose [Del Bino, et al. Exp. Cell Res. 193: 27 (1991); Jakobisiak, et al.. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 88.:3628 (1991)]. O perfil de ADN de células de neuroblastoma humano LA-N-5 é típico de muitas linhas de células de ciclo normal, com uma grande percentagem da população celular na fase G1 do ciclo celular, e o restante da população na fase S ou na fase G2+M (Figura 7A). O tratamento com oligómeros de BDNF anti-sentido resulta no aparecimento de uma população apoptótica de células LA-N-5, caracterizadas por um conteúdo de ADN significativamente reduzido na ausência de perda de proteína (Figura 7B); estas alterações são acompanhadas por um decréscimo na percentagem de células na fase S, como geralmente se observa em populações apoptóticas (Del Bino, supra). O salvamento, por BDNF, de células autócrinas tratadas anti-sentido, evita o surgimento da população apoptótica, como previamente observado na Figura 6D (Figura 7C). Apesar de as células de neuroblastoma não serem sensíveis a baixas concentrações de BDNF com sentido ou oligómeros de sequência aleatória, estes oligómeros resultaram, quando presentes em baixas concentrações (ver abaixo), em morte celular do neuroblastoma, bem como em morte das células não dependentes de ansas autócrinas de BNDF. Em contraste com o perfil apoptótico exibido pelas células de neuroblastoma tratadas com baixas concentrações de oligómeros anti-sentido de BDNF, elevadas concentrações de oligómeros com sentido resultaram em perfis de ADN e proteína consistentes com necrose - a perda de proteína celular é aparente sem efeito no conteúdo em ADN ou na percentagem de células na fase S (Figura 7D).protein), to distinguish between apoptosis and necrosis [Del Bino, et al. Exp. Cell Res. 193: 27 (1991); Jakobisiak, et al., Proc. Natl. Acad. Know. USA. 88: 3628 (1991)]. The DNA profile of human neuroblastoma cells LA-N-5 is typical of many normal cycle cell lines, with a large percentage of the cell population in the G1 phase of the cell cycle, and the remainder of the population in the S phase or the phase G2 + M (Figure 7A). Treatment with antisense BDNF oligomers results in the appearance of an apoptotic population of LA-N-5 cells, characterized by a significantly reduced DNA content in the absence of protein loss (Figure 7B); these changes are accompanied by a decrease in the percentage of cells in the S phase, as is generally observed in apoptotic populations (Del Bino, supra). BDNF salvage of antisense treated autocrine cells prevents the appearance of the apoptotic population, as previously observed in Figure 6D (Figure 7C). Although neuroblastoma cells are not sensitive to low concentrations of sense BDNF or random sequence oligomers, these oligomers resulted, when present in low concentrations (see below), in neuroblastoma cell death, as well as death of non-dependent cells of BNDF autocrine loops. In contrast to the apoptotic profile exhibited by neuroblastoma cells treated with low concentrations of antisense oligomers of BDNF, high concentrations of sense oligomers resulted in DNA and protein profiles consistent with necrosis - loss of cellular protein is apparent with no effect on DNA content or the percentage of cells in the S phase (Figure 7D).
Para verificar que os oligómeros anti-sentido de BDNF operam de um modo dependente da sequência para matar especificamente células de neuroblastoma requerendo uma ansa autócrina de BDNF, comparámos a viabilidade de linhas de células de neuroblastoma quando expostas a concentrações variáveis de oligómeros quer com sentido quer anti-sentido. Estudos de resposta à dosagem revelaram que oligómeros de BDNF anti-sentido eram surpreendentemente mais potentes do que oligómeros de controlo na sua capacidade para matar um neuroblastoma que -43- 73 889 6526-089-118 expresse BDNF, LA-N-5 (Figura 8A). Contrariamente, oligómeros anti-sentido e de controlo eram igualmente ineficazes para matar o único neuroblastoma negativo para BDNF, SY5Y (Figura 8B). Embora a adição de BDNF exógeno não tivesse alterado os efeitos quer do oligómero com sentido quer do oligómero anti-sentido em células SY5Y (Figura 8B), o BDNF exógeno deslocou marcadamente a curva de morte de oligómeros anti-sentido em células LA-N-5 igualando a dos oligómeros com sentido de controlo (Figura 8A). Enquanto que a linha de células de sarcoma de Ewing negativa para BDNF, SK-ES, foi semelhante a SY5Y na sua insensibilidade para oligómeros de BDNF anti-sentido, o exame de 4 linhas de células adicionais positivas para BDNF (CHP-134, N18TG2, CHP-404 e LA-N-1) revelou uma susceptibilidade notável para oligómeros de BDNF anti-sentido, bem como uma capacidade para serem salvas por BDNF, que foi essencialmente indistinta da de células LA-N-5 (resultados não apresentados).To verify that the antisense oligoners of BDNF operate in a sequence dependent manner to specifically kill neuroblastoma cells requiring an autocrine loop of BDNF, we compared the viability of neuroblastoma cell lines when exposed to varying concentrations of oligomers either with or without sense antisense. Dosage response studies revealed that antisense BDNF oligomers were surprisingly more potent than control oligomers in their ability to kill a neuroblastoma expressing BDNF, LA-N-5 (Figure 8A). In contrast, antisense and control oligomers were equally ineffective in killing the single neuroblastoma negative for BDNF, SY5Y (Figure 8B). Although addition of exogenous BDNF had not altered the effects of either the sense oligomer or the antisense oligomer on SY5Y cells (Figure 8B), exogenous BDNF markedly displaced the death curve of antisense oligomers in LA-N- 5 equalizing that of the control sense oligomers (Figure 8A). While the Ewing sarcoma negative cell line for BDNF, SK-ES, was similar to SY5Y in its insensitivity to antisense BDNF oligomers, the examination of 4 additional BDNF-positive cell lines (CHP-134, N18TG2 , CHP-404 and LA-N-1) revealed remarkable susceptibility to antisense BDNF oligomers as well as a BDNF-scavenging ability, which was essentially indistinguishable from that of LA-N-5 cells (results not shown) .
Assim, o oligómero de BDNF anti-sentido, actua de um modo específico para a sequência e apenas em neuroblastomas que expressem BDNF. Além disso, a toxicidade do oligómero anti-sentido é reduzida ao nível de oligómeros de controlo pela adição de BDNF exógeno. Juntamente com a nossa observação de que a morte do neuroblastoma provocada por oligómeros de BDNF anti-sentido ocorre por apoptóse, enquanto que a morte devida a concentrações superiores de oligómeros de controlo é necrótica, estes resultados demonstram inequivocamente que os oligómeros anti-sentido de BDNF activam selectivamente a morte celular apoptótica em neuroblastoma, pela ruptura da ansa autócrina de sobrevivência dependente da síntese continuada de BDNF. 1.6 Conclusão A maioria das linhas de células de neuroblastoma humano expressam um certo nível de ARNm de BDNF humano e a expressão de ARNm de BDNF parece ser única para o neuroblastoma com apenas algumas excepções (como carcinoma do pulmão de célula pequena e de alguns tumores neuroepiteliais). Estes resultados sugerem que a expressão de ARNm de BDNF possa servir como marcador clinicamente útil para o neuroblastoma humano. Dado que o melhor 73 889 6526-089-118 -44-Thus, the antisense BDNF oligomer acts in a sequence specific manner and only in neuroblastomas which express BDNF. In addition, the toxicity of the antisense oligomer is reduced at the level of control oligomers by the addition of exogenous BDNF. Together with our observation that the death of neuroblastoma caused by antisense BDNF oligomers occurs by apoptosis, whereas death due to higher concentrations of control oligomers is necrotic, these results unequivocally demonstrate that the antisense oligomers of BDNF selectively activate apoptotic cell death in neuroblastoma, by rupturing the autocrine loop of survival dependent on the continuous synthesis of BDNF. 1.6 Conclusion Most human neuroblastoma cell lines express a certain level of human BDNF mRNA and the expression of BDNF mRNA appears to be unique for neuroblastoma with only a few exceptions (such as small cell lung carcinoma and some neuroepithelial tumors ). These results suggest that BDNF mRNA expression may serve as a clinically useful marker for human neuroblastoma. Since the best 73 889 6526-089-118 -44-
marcador clínico, até à data, para o neuroblastoma é a amplificação de N-myc e que N-myc só é amplificado em aproximadamente 30% de todos os neuroblastomas de etapa tardia (Etapas III e IV), a expressão de ARNm de BDNF pode ser um marcador clínico mais útil e de espectro mais vasto tanto para neuroblastomas de etapa precoce como de etapa tardia.clinical marker to date for neuroblastoma is N-myc amplification and N-myc is only amplified in approximately 30% of all late stage neuroblastomas (Steps III and IV), expression of BDNF mRNA may be a more useful and broader spectrum clinical marker for both early-stage and late-stage neuroblastomas.
Os oligonucleótidos 37-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) e PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) são citostáticos e citotóxicos apenas naquelas células de neuroblastoma humano que expressam ARNm de BDNF. Estes resultados implicam que neuroblastomas positivos para ARNm de BDNF necessitem de uma ansa autócrina de BNDF para a sua própria proliferação e sobrevivência. Os nossos resultados sugerem que pelo menos alguns neuroblastomas podem ser mortos especificamente e eficazmente por tratamento com oligonucleótidos de BDNF anti-sentido.Oligonucleotides 37-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) and PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) are cytostatic and cytotoxic only in human neuroblastoma cells expressing BDNF mRNA. These results imply that neuroblastomas positive for BDNF mRNA require an autocrine loop of BNDF for their own proliferation and survival. Our results suggest that at least some neuroblastomas can be killed specifically and effectively by treatment with antisense BDNF oligonucleotides.
Algumas linhas de células de neuroblastoma podem ser salvas eficazmente dos efeitos citotóxicos de oligonucleótidos de BDNF anti-sentido, pela adição quer de BDNF, NGF ou de NT-3.Certain neuroblastoma cell lines can be efficiently saved from the cytotoxic effects of antisense BDNF oligonucleotides by the addition of either BDNF, NGF or NT-3.
Exemplo 2Example 2
Verificações experimentais: Carcinoma de Pulmão de Célula PequenaExperimental Checks: Small Cell Lung Carcinoma
2.1 Linhas de Células de Carcinoma de Pulmão de Célula Pequena expressam ARNm de BDNF2.1 Small Cell Lung Carcinoma Cell Lines express BDNF mRNA
Com o objectivo de melhor compreender o potencial papel de BDNF como factor de sobrevivência autócrino para tumores de carcinoma de pulmão de célula pequena, utilizámos uma abordagem por transferência de Northern para examinar a expressão de ARNm de BDNF em várias linhas de células de carcinoma de pulmão de célula pequena.In order to better understand the potential role of BDNF as an autocrine survival factor for small cell lung carcinoma tumors, we used a Northern blot approach to examine the expression of BDNF mRNA in various lung carcinoma cell lines of small cell.
Foram obtidas do laboratório do Dr. Jim Battey no NIH amostras de ARN total preparadas a partir de seis linhas de células diferentes de carcinoma de pulmão de célula pequena. As linhas de células apresentadas na Figura 4 são as seguintes: H82 -45-Total RNA samples prepared from six different cell lines of small cell lung carcinoma were obtained from the laboratory of Dr. Jim Battey at NIH. The cell lines shown in Figure 4 are as follows: H82 -45-
73 889 6526-089-118 (faixa 2), H209 (faixa 3), H345 (faixa 4), H378 (faixa 5), H510 (faixa 6), e N417 (faixa 7). Foram utilizados 10 μg de ARN de cada linha de células para a transferência de Northern, e o nível de ARNm de BDNF foi comparado directamente com cérebro de rato adulto (faixa 1). Verificámos que todos os seis carcinomas de pulmão de célula pequena expressavam algum ARNm de BDNF. Foram detectados dois transcriptos, como demonstrado previamente para tecidos e linhas de células de neuroblastoma [Maisonpierre et al.. Science. 247: 1446-1451 (1990)]. A linha de células de carcinoma de pulmão de célula pequena H378 (faixa 5) expressou níveis particularmente elevados de ARNm de BDNF: aproximadamente 2 a 3 vezes os que foram expressos em cérebro de rato adulto (faixa 1)., H345 (lane 4), H378 (lane 5), H510 (lane 6), and N417 (lane 7). 10 μg of RNA from each cell line was used for Northern blotting, and the level of BDNF mRNA was directly compared to adult rat brain (lane 1). We have found that all six small cell lung carcinomas expressed some BDNF mRNA. Two transcripts were detected, as previously demonstrated for neuroblastoma cell lines and tissues [Maisonpierre et al., Science. 247: 1446-1451 (1990)]. The small cell lung carcinoma cell line H378 (lane 5) expressed particularly high levels of BDNF mRNA: approximately 2 to 3 times that expressed in adult rat brain (lane 1).
2.2 Oliaonucleótidos Anti-sentido 3' para BDNF mas não Com Sentido ou Anti-sentido de 5' para BDNF. são Citotóxicos para Células de Carcinoma de Pulmão de Célula Pecmena que Expressam BDNF2.2 Antisense oligonucleotides 3 'for BDNF but not With 5' Sense or Antisense for BDNF. are Cytotoxic to Pecmena Cell Lung Carcinoma Cells Expressing BDNF
Nucleótidos de BDNF anti-sentido preparados como apresentado no Exemplo 1.2, foram adicionados directamente a culturas de células de SCLC (H345 e H378) in vitro. Os ensaios foram conduzidos como apresentado no Exemplo 1.3. A concentração de oligonucleótido com sentido ou anti-sentido adicionado aos meios de cultura de células variou de 0,1 até 50 μΜ (Figura 8). Após um período de incubação de 4 horas com o respectivo oligonucleótido, foi adicionado suplemento ITS (insulina, transferrina e selénio) aos poços de cultura de células, e a viabilidade celular foi analisada 96 horas após a adição dos oligonucleótidos. Foram analisados poços em duplicado pela coloração de azul tripano. Como apresentado na Figura 9, tanto as células H345(8A) como H378(8B) foram extremamente sensíveis aos efeitos citotóxicos do oligonucleótido anti-sentido 3' para BDNF (SEQ ID NO: 5), mas não aos do oligonucleótido com sentido 5'. 2.3 Células de SCLC aue Expressam BDNF Podem Ser Salvas Selectivamente do Efeito Citotóxico do Oligonucleótido 3r-AS-BDNF pela Co-Adicão de BDNF ao Sistema de Cultura deAntisense BDNF nucleotides prepared as shown in Example 1.2 were added directly to SCLC cell cultures (H345 and H378) in vitro. The assays were conducted as set forth in Example 1.3. The concentration of sense or antisense oligonucleotide added to the cell culture media ranged from 0.1 to 50 μΜ (Figure 8). After an incubation period of 4 hours with the respective oligonucleotide, ITS supplement (insulin, transferrin and selenium) was added to the cell culture wells, and cell viability was analyzed 96 hours after the addition of the oligonucleotides. Wells were analyzed in duplicate by trypan blue staining. As shown in Figure 9, both H345 (8A) and H378 (8B) cells were extremely sensitive to the cytotoxic effects of the 3 'antisense oligonucleotide for BDNF (SEQ ID NO: 5) but not those of the 5' sense oligonucleotide . 2.3 SCLC Cells Expressing BDNF Can Be Selectively Saved from the Cytotoxic Effect of 3r-AS-BDNF Oligonucleotide by BDNF Co-Addition to the Culture System of
73 889 6526-089-118 -46-73 889 6526-089-118 -46-
Células A Figura 9 (A & B) apresenta o resultado das experiências de co-adição nas quais BDNF (100 ng/ml, obtido a partir de células CHO transfectadas com o respectivo gene da neurotrofina) foi adicionado simultaneamente com o oligonucleótido 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) a culturas de células de SCLC H345 e H378. Como apresentado na Figura 9, ambas as linhas de células foram salvas pela co-adição de BDNF. 2.4 ConclusãoCells Figure 9 (A & B) shows the result of the co-addition experiments in which BDNF (100 ng / ml, obtained from CHO cells transfected with the respective neurotrophin gene) was added simultaneously with the 3 'oligonucleotide -AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) to SCLC cell cultures H345 and H378. As shown in Figure 9, both cell lines were saved by the co-addition of BDNF. 2.4 Conclusion
Adicionalmente aos neuroblastomas humanos, as linhas de células de SCLC expressam algum nível de ARNm de BDNF humano. Estes resultados sugerem que a expressão de ARNm de BDNF pode servir clinicamente como um marcador útil para SCLC.In addition to human neuroblastomas, SCLC cell lines express some level of human BDNF mRNA. These results suggest that the expression of BDNF mRNA may serve clinically as a useful marker for SCLC.
Os oligonucleótidos 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) e PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) são citostáticos e citotóxicos em ambas as linhas de células de SCLC testadas. Estes resultados implicam que linhas de SCLC positivas para ARNm de BDNF necessitam de uma ansa autócrina de BNDF para a sua própria proliferação e sobrevivência e que tais células podem ser mortas eficazmente por tratamento com oligonucleótidos de BDNF anti-sentido.Oligonucleotides 3'-AS-BDNF (SEQ ID NO: 5) and PS-AS-BDNF (SEQ ID NO: 3) are cytostatic and cytotoxic in both SCLC cell lines tested. These results imply that SCLC lines positive for BDNF mRNA require an autocrine loop of BNDF for their own proliferation and survival and that such cells can be killed effectively by treatment with antisense BDNF oligonucleotides.
Exemplo 3 3.1 0 K252a Bloqueia a Via de Transducão de sinal de NGF, mas não a de FGF. em células PC12Example 3 3.1 0 K252a Blocks the Transduction Path of NGF signal, but not that of FGF. in PC12 cells
De modo a estabelecer que o K252a possa actuar de modo a bloquear especificamente respostas celulares mediadas pela neurotrofina, examinámos o perfil de fosforilação da tirosina de lisados de proteína total preparados a partir de células PC-12 que tinham sido estimuladas com NGF ou FGF, na presença ou na ausência de três inibidores de proteína quinase estruturalmente relacionados: K252a (isolado da microbactéria Norcardiopsis sp.). estauroesporina (isolada de Streptomvces sp.) ou H-7(di-hidrocloreto de l-(5-isoquinolinassulfonil)-2-metilpipe-rizina).In order to establish that K252a could act to specifically block neurotrophin-mediated cellular responses, we examined the tyrosine phosphorylation profile of total protein lysates prepared from PC-12 cells that had been stimulated with NGF or FGF in presence or absence of three structurally related protein kinase inhibitors: K252a (isolated from the microbacterium Norcardiopsis sp.). staurosporine (isolated from Streptomoves sp.) or H-7 (1- (5-isoquinolinesulfonyl) -2-methylpiperazine dihydrochloride).
Comparámos a fosforilação da tirosina em lisados totaisWe compared tyrosine phosphorylation in total lysates
73 889 6526-089-118 preparados de células de PC-12 que foram pré-tratadas com inlbidores de quinase, K252a, estauroesporlna ou H-7 durante 15 minutos, e aos quais foram então administrados NGF ou FGF durante 5 minutos. As células PC-12 foram crescidas até aproximadamente 70% de confluência em placas de cultura de tecidos de 100 mm, com meio contendo soro (DME suplementado com 6% de soro equino, 6% de soro de vitela, 1% de glutamina, 1% de penicilina, 1% de estreptomicina). Os factores e inibidores de crescimento foram diluídos no mesmo meio e administrados às células em alíquotas de 200 microlitros.73 889 6526-089-118 preparations of PC-12 cells that were pretreated with kinase inhibitors, K252a, staurosporlen or H-7 for 15 minutes, and then administered NGF or FGF for 5 minutes. PC-12 cells were grown to approximately 70% confluency on 100 mm tissue culture plates with serum-containing medium (DME supplemented with 6% equine serum, 6% calf serum, 1% glutamine, 1% % penicillin, 1% streptomycin). Growth factors and inhibitors were diluted in the same medium and administered to the cells in 200 microliter aliquots.
Após incubação, lavámos as células duas vezes a 4 °C com solução salina tamponada com fosfato, contendo ortovanadato de sódio 1 mM. A aspiração completa do tampão de lavagem foi seguida pela lise das células utilizando 500 microlitros de tampão RIPA suplementado (solução salina tamponada com fosfato sem cálcio e magnésio, mas contendo 1% de NP40, 0,5% de DOC, 0,1% de SDS, ortovanadato de sódio 1 mM, PMSF 1 mM, 0,14 TlU/mg de aprotinina). Misturámos as placas utilizando um misturador Vari a 4 °C durante 15 minutos para lisar as células. O lisado das células foi transferido para um tubo Eppendorf de 2,2 ml e centrifugado durante 15 minutos a 4 °C. Removemos e deitámos o sedimento no gelo, usando um palito estéril. 0 sobrenadante representava o lisado total e foi preparado com corante de aplicação de proteína na proporção de lx para 5x, respectivamente. 0 lisado foi fervido a 95 eC durante 3 a 5 minutos, separado num gel de a 10% SDS-poliacrilamida, transferido para Immobilon (Millipore) e então confrontado com anticorpos anti-fosfotirosina (UBI) a 1:1000. Para detecção por autorradiografia foi usado um microlitro/ml de IgG anti-rato de cabra conjugado com 125I. (SA= 13 μΟ/ταΙ).After incubation, the cells were washed twice at 4øC with phosphate buffered saline containing 1 mM sodium orthovanadate. Complete aspiration of the wash buffer was followed by cell lysis using 500 microliters of supplemented RIPA buffer (calcium and magnesium-free phosphate buffered saline, but containing 1% NP40, 0.5% DOC, 0.1% SDS, 1 mM sodium orthovanadate, 1 mM PMSF, 0.14 TlU / mg aprotinin). The plates were mixed using a Vari mixer at 4 ° C for 15 minutes to lyse the cells. The cell lysate was transferred to a 2.2 ml Eppendorf tube and centrifuged for 15 minutes at 4 ° C. We removed and laid the pellet on the ice, using a sterile toothpick. The supernatant represented the total lysate and was prepared with protein application dye in the ratio of 1x to 5x, respectively. The lysate was boiled at 95Â ° C for 3 to 5 minutes, separated on a 10% SDS-polyacrylamide gel, transferred to Immobilon (Millipore) and then challenged with anti-phosphotyrosine antibodies (UBI) at 1: 1000. For autoradiography detection, one microliter / ml of 125 I-conjugated goat anti-mouse IgG was used. (SA = 13 μΟ / ταΙ).
A análise da autorradiografia do gel de electroforese resultante mostrou que, em comparação com células PC-12 não tratadas, 0,01% ou 0,02% de DMSO não era tóxico para as células e não alterava o padrão de fosforilação. Adicionalmente, a electroforese foi corrida com amostras de cada uma das seguintes células que foram tratadas somente com inibidores [K252a 100 nM -48- 73 889 6526-089-118 e 200 nM, estauroesporina lOOnM e H-7 25 μΜ]; células que foram tratadas somente com factores [100 ng/ml de NGF; 10, 50, 100 e 200 ng/ml de FGF]; células que foram pré-tratadas com inibidores seguido pela administração de 100 ng/ml de NGF [K252a 100 nM e 200 nM, estauroesporina 100 nM, H-7 25 μΜ] e células que foram pré-tratadas com inibidores seguidos pela administração de 50 ng/ml de FGF [K252a 100 nM e 200 nM, estauroesporina 100 nM, H-7 25 nM]. Os inibidores foram ressuspensos pelo fabricante em DMSO e adicionados às células numa concentração final que não excedia os 0,02%.Autoradiography analysis of the resulting electrophoresis gel showed that, in comparison to untreated PC-12 cells, 0.01% or 0.02% DMSO was non-toxic to cells and did not alter the phosphorylation pattern. In addition, the electrophoresis was run with samples from each of the following cells which were treated with inhibitors only [100 nM K8-8-8, 739, 6526-089-118 and 200 nM, 100nM staurosporine and 25-7 H-7]; cells that were treated with only [100 ng / ml NGF; 10, 50, 100 and 200 ng / ml FGF]; cells that were pretreated with inhibitors followed by administration of 100 ng / ml of NGF [100 nM and 200 nM K252a, 100 nM staurosporin, 25 μM H-7] and cells that were pretreated with inhibitors followed by administration of 50 ng / ml FGF [100 nM K252a and 200 nM, 100 nM staurosporine, 25 nM H-7]. The inhibitors were resuspended by the manufacturer in DMSO and added to the cells at a final concentration not exceeding 0.02%.
Comparada com o controlo não tratado, a administração de NGF (100 ng/ml) às células PC-12 durante 5 minutos resultou na fosforilação rápida da tirosina de ERK1 (43 Kd) e de ERK2 (41 Kd) juntamente com uma proteína de elevado peso molecular (140 Kd) que se presumiu ser o receptor TrkA. A estimulação de células PC-12 com 10-100 ng/ml de FGF resultou apenas em fosforilação da tirosina detectável da ERK2 enquanto que com 200 ng/ml de FGF se inibiu este efeito. O tratamento apenas com os inibidores ou com DMSO (veículo de controlo) não afectou o perfil de fosforilação. O H-7 não bloqueou as vias de transdução de sinal nem de NGF nem de FGF. A estauroesporina e o K252a bloquearam significativamente a via do NGF como reflectido na perda de fosforilação da tirosina de TrkA, ERK1 e ERK2, mas não a via do FGF uma vez que a fosforilação do ERK2 permaneceu ao nível do controlo.Compared with the untreated control, administration of NGF (100 ng / ml) to PC-12 cells for 5 minutes resulted in rapid tyrosine phosphorylation of ERK1 (43 Kd) and ERK2 (41 Kd) tyrosine together with a high protein molecular weight (140 Kd) which was presumed to be the TrkA receptor. Stimulation of PC-12 cells with 10-100 ng / ml FGF resulted only in detectable tyrosine phosphorylation of ERK2 whereas at 200 ng / ml FGF this effect was inhibited. Treatment alone with the inhibitors or with DMSO (control vehicle) did not affect the phosphorylation profile. H-7 did not block signal transduction pathways either NGF or FGF. Staurospore and K252a significantly blocked the NGF pathway as reflected in the loss of TrkA tyrosine phosphorylation, ERK1 and ERK2, but not the FGF pathway since ERK2 phosphorylation remained at the control level.
Em conclusão, observámos que o NGF e o FGF estimulam precocemente as respostas celulares nas células PC-12 através de vias de transdução de sinal independentes, diferenciadas pela especificidade das respostas mediadas por NGF a estauroesporina e ao K252a.In conclusion, we have observed that NGF and FGF stimulate early cell responses in PC-12 cells via independent signal transduction pathways, differentiated by the specificity of NGF-mediated responses to staurosporine and K252a.
Exemplo 4 4.1 0 K252a Bloqueia a Estimulação pelo BDNF da Fosforilação daExample 4 4.1 0 K252a Blocks BDNF Stimulation of Phosphorylation of
Tirosina do trkB e da ERK 73 889 6526-089-118TrkB and ERK tyrosine 73 889 6526-089-118
-49--4-
Para determinar se a acção do K252a podia também bloquear a via de transdução de sinal do BDNF, construímos células 3T3 para expressar um receptor trkB funcional. Demonstrámos previamente que estas células 3T3 que expressam trkB estão dependentes do BDNF para a sua sobrevivência e proliferação em meios definidos [D. J. Glass et al.. Cell. 66.:405-413 (1991)]. 0 mesmo painel de inibidores usados nos ensaios com as células PC-12 foram administrados às células 3T3 que expressam trkB.To determine whether the action of K252a could also block the signal transduction pathway of BDNF, we constructed 3T3 cells to express a functional trkB receptor. We have previously demonstrated that these trkB-expressing 3T3 cells are BDNF-dependent for their survival and proliferation in defined media [D. J. Glass et al., Cell. 66: 405-413 (1991)]. The same panel of inhibitors used in assays with PC-12 cells were administered to trkB-expressing 3T3 cells.
Comparámos a fosforilação da tirosina em lisados totais de células de neuroblastoma (N18TG2) e células 3T3 que expressam trkB que foram pré-tratadas com os inibidores utilizados no Exemplo 3, durante 15 minutos, mas em que depois foram administrados 100 ng/ml de BDNF durante 5 minutos. Processámos e imunotransferimos os lisados com anticorpos antifosfotirosina como descrito no Exemplo 3. Os lisados de células não tratadas e tratadas com BDNF foram comparados com células que foram pré-tratadas apenas com inibidores [H-7 25 μΜ, K252a 100 nM e estauroesporina lOOnM], e células que foram previamente tratadas com inibidores e a que foram então administradas 100 ng/ml de BDNF [H-7 25 μΜ, K252a 100 nM e estauroesporina 100 nM].We compared tyrosine phosphorylation in total neuroblastoma cell lysates (N18TG2) and trkB expressing 3T3 cells that were pretreated with the inhibitors used in Example 3 for 15 minutes, but then administered 100 ng / ml BDNF for 5 minutes. We processed and immunoblotted the lysates with anti-phosphotyrosine antibodies as described in Example 3. BDNF-treated and untreated cell lysates were compared to cells that were pretreated with inhibitors only [25 μM H-7, 100 nM K252a and 100 nM staurosporine] , and cells that were pretreated with inhibitors and then administered 100 ng / ml BDNF [25-7 H-7, 100 nM K252a and 100 nM staurosporine].
As imunotransferências de receptores trkB autofosforilados, imunoprecipitados a partir dos lisados da proteína total de células 3T3 (autócrino) tratadas com BDNF e células de neuroblastoma (N18TG2) tratadas e não tratadas, são apresentadas na Figura 10. Estes resultados indicaram que a administração de BDNF a estas células resultava na fosforilação rápida de trkB e ERK2 como comparado com o controlo não tratado. De acordo com os dados das células PC-12 apresentados no Exemplo 3, o padrão de fosforilação da tirosina revelou que o pré-tratamento de células com K252a e estauroesporina, mas não com H-7, aboliu a fosforilação da tirosina de trkB estimulada por BDNF. Os inibidores só por si não pareceram alterar o perfil de fosforilação da tirosina. A estauroesporina bloqueou completamente a fosforilação de EKK2, mas com K252a 100 nM, a fosforilação da tirosina de ERK2 era ainda imediatamente detectável. Uma vez que K252a 100 nM bloqueou aproximadamenteImmunoblots of autophosphorylated trkB receptors, immunoprecipitated from the total protein lysates of treated and untreated BDNF treated (autocrine) 3T3 cells, and treated and untreated neuroblastoma cells (N18TG2) are shown in Figure 10. These results indicated that administration of BDNF to these cells resulted in rapid phosphorylation of trkB and ERK2 as compared to the untreated control. According to the PC-12 cell data presented in Example 3, the tyrosine phosphorylation pattern revealed that pretreatment of cells with K252a and staurosporine, but not with H-7, abolished tyrosine phosphorylation of trkB stimulated by BDNF. Inhibitors alone did not appear to alter the phosphorylation profile of tyrosine. Staurospore completely blocked phosphorylation of EKK2, but with 100 nM K252a, tyrosine phosphorylation of ERK2 was still immediately detectable. Since 100 nM K252a blocked
73 889 6526-089-118 -50-50% da fosforilação de ERK1 e ERK2 em células 20 PC-12, uma estimulação mínima do receptor trkB por BDNF (não detectável com este ensaio) pode ser suficiente para transmitir uma resposta intracelular.73 889 6526-089-118 -50-50% of the phosphorylation of ERK1 and ERK2 in 20 PC-12 cells, minimal stimulation of the trkB receptor by BDNF (not detectable with this assay) may be sufficient to impart an intracellular response.
Exemplo 5 5.1 0 K252a Interrompe a Transducão do Sinal de Trk e Causa a Morte em Linhas de Células Dependentes da Activacão do Receptor Trk para a sua Sobrevivência.Example 5 5.1 0 K252a Stops Trk Signal Transduction and Causes Death on Trk Receptor Activation Dependent Cell Lines for Survival.
As nossas verificações com células 3T3 que expressam trkB, indicam que o K252a pode causar a ruptura de uma ansa autócrina de sobrevivência de BDNF inibindo a fosforilação e a activação do receptor trkB em resposta ao BDNF. Examinámos esta hipótese utilizando 4 linhas de células de neuroblastoma humano bem como o sistema de células modelo fibroblastos 3T3f uma linha de células de carcinoma de pulmão de célula pequena (NCI-H69-1-1) e uma linha de células de adenocarcinoma de pulmão (Calu-3). A linha de células 3T3 escolhida para estes estudos está dependente do FGF para a sobrevivência em meios definidos isentos de soro. Demonstrámos previamente que células 3T3 que expressam trkA sobrevivem em meios definidos suplementados com NGF enquanto que, células 3T3 que expressam trkB sobrevivem em meios definidos suplementados com BDNF [Glass et al. . Cell 66.:405-413 (1991)]. As células 3T3 que expressam tanto trkB como BDNF, sobrevivem em apenas meios definidos e servem como um útil sistema modelo de células para a sobrevivência autócrina, assemelhando-se a linhas de células de tumores de neuroblastoma humanos. Das linhas de células de neuroblastoma, tanto as células LA-N-5 como as células SK-N-LO expressam o ARNm de BDNF, enquanto as células SH-SY5Y e SK-ES não expressam o ARNm de BDNF. Contudo, a expressão de trkB ao nível do ARNm foi apenas detectável na linha de células LA-N-5.Our findings with trkB-expressing 3T3 cells indicate that K252a may cause rupture of an autocrine loop of BDNF survival by inhibiting phosphorylation and trkB receptor activation in response to BDNF. We examined this hypothesis using 4 human neuroblastoma cell lines as well as the 3T3f fibroblast model cell system from a small cell lung carcinoma cell line (NCI-H69-1-1) and a lung adenocarcinoma cell line ( Calu-3). The 3T3 cell line chosen for these studies is FGF-dependent for survival in defined serum-free media. We have previously demonstrated that trkA-expressing 3T3 cells survive in defined media supplemented with NGF whereas 3T3 cells expressing trkB survive in defined media supplemented with BDNF [Glass et al. . Cell 66: 405-413 (1991)]. 3T3 cells expressing both trkB and BDNF, survive in defined media only and serve as a useful model cell system for autocrine survival, resembling human neuroblastoma tumor cell lines. Of the neuroblastoma cell lines, both LA-N-5 cells and SK-N-LO cells express BDNF mRNA, whereas SH-SY5Y and SK-ES cells do not express BDNF mRNA. However, trkB expression at the mRNA level was only detectable in the LA-N-5 cell line.
De modo a examinar os efeitos do inibidor da proteína quinase K252A na sobrevivência das células de neuroblastoma humano, nas células de carcinoma de pulmão de células pequenas e nas células 3T3 que expressam trkB, desenvolvemos um ensaio de -51- & & 73 889 6526-089-118 viabilidade celular com base na utilização da glucose. O princípio subjacente a este ensaio deriva do facto de que células viáveis irão metabolizar a glucose fornecida nos seus meios de crescimento enquanto as células mortas não. Assim, a concentração de glucose nos meios de crescimento está inversamente relacionada com o número de células viáveis na cultura. As células foram semeadas em placas de 24 poços a uma densidade aproximada de 2 x 10^ células por poço. Células de neuroblastoma humano, células SCLC e células de adenocarcinoma de pulmão foram cultivadas em RPMI 1640 com soro fetal bovino, enquanto as células 3T3 foram cultivadas em meios definidos isentos de soro com a neurotrofina apropriada (i.e., FGF, BDNF ou NGF a 500 pM) [Glass, et al.. Cell supra]. As células 3T3 autócrinas TrkB/BDNF (MBx) foram cultivadas em apenas meios definidos. Todos os meios de cultura de células continham 450 mg/dl de glucose na altura da sementeira celular. A 36 horas após a sementeira, foi adicionado K252a (solubilizado em DMSO -ver Exemplo 1) em concentrações de 0, 10, 50, 100, 250, 500, 1000, e 2000 nM. Todos os ensaios foram efectuados em triplicado. A morfologia celular foi monitorizada visualmente e a viabilidade celular foi anlisada pelo ensaio de utilização de glucose depois de 6 dias em cultura. A concentração de glucose (mg/dl) foi determinada pela transferência de uma alíquota de 50 μΐ dos meios de crescimento para fitas de glucose do sangue e leitura destas fitas 2 minutos mais tarde num monitor de glucose do sangue.In order to examine the effects of the K252A protein kinase inhibitor on the survival of human neuroblastoma cells, small cell lung carcinoma cells and trkB expressing 3T3 cells, we have developed a " & 73 889 6526-089-118 cell viability based on glucose utilization. The principle underlying this assay derives from the fact that viable cells will metabolize the supplied glucose in their growth medium while the dead cells do not. Thus, the concentration of glucose in the growth media is inversely related to the number of viable cells in the culture. The cells were seeded in 24 well plates at a density of approximately 2 x 10 4 cells per well. Human neuroblastoma cells, SCLC cells and lung adenocarcinoma cells were cultured in RPMI 1640 with fetal bovine serum, while the 3T3 cells were cultured in defined serum-free media with the appropriate neurotrophin (ie, FGF, BDNF or NGF at 500 pM ) [Glass, et al., Cell supra]. The TrkB / BDNF (MBx) autocrine 3T3 cells were cultured in only defined media. All cell culture media contained 450 mg / dl of glucose at the time of cell seeding. At 36 hours after seeding, K252a (solubilized in DMSO-see Example 1) was added at concentrations of 0, 10, 50, 100, 250, 500, 1000, and 2000 nM. All assays were performed in triplicate. Cellular morphology was monitored visually and cell viability was assessed by the glucose utilization assay after 6 days in culture. The glucose concentration (mg / dl) was determined by transferring a 50 μl aliquot of the growth media to blood glucose bands and reading these strips 2 minutes later on a blood glucose monitor.
Foi efectuada a média das leituras de glucose e depois representada versus a concentração de K252a para estimar a LD50 para cada droga em cada linha de células. A Tabela 3 apresenta os valores de LDgg para cada linha de células. Os nossos resultados (Figura 11) demonstram que a K252a é citocidal para células de neuroblastoma humano e que este inibidor do receptor da tirosina-quinase é eficaz para linhas de células de neuroblastoma que necessitam de uma ansa autócrina de BDNF para a sua sobrevivência em cultura (i.e., SK-N-LO e LA-N-5). Por exemplo, células LA-N-5 são aproximadamente 20 a 150 vezes mais sensíveis aos efeitos citocidais de K252a do que células SK-ES 73 889 6526-089-118The mean of the glucose readings and then plotted against the concentration of K252a was calculated to estimate the LD50 for each drug in each cell line. Table 3 shows the LDgg values for each cell line. Our results (Figure 11) demonstrate that K252a is cytocidal to human neuroblastoma cells and that this tyrosine kinase receptor inhibitor is effective for neuroblastoma cell lines that require an autocrine BDNF loop for survival in culture (ie SK-N-LO and LA-N-5). For example, LA-N-5 cells are approximately 20 to 150 times more sensitive to the cytocidal effects of K252a than SK-ES cells 73 889 6526-089-118
-52- ou SH-SY5Y, respectivamente. Células SK-N-LO também são mais sensíveis a K252a (2,5 a 19 vezes) do que células de SK-ES ou SH-SY5Y. Uma vez que células SK-N-LO aparentemente não expressam trkB, os nossos dados sugerem também que estas células podem expressar um único receptor de BDNF semelhante a trk e sensível a K252a ou, alternativamente, que o nível de expressão de trkB nestas células é inferior aos limites detectáveis. Além disso, os nossos dados demonstram que inibidores da proteína-quinase como K252a são citocidais para células de carcinoma de pulmão de célula pequena, mas não são citocidais para células de adenocarcinoma de pulmão. A comparação do efeito da K252a em 3T3 autócrinas, células de neuroblastoma (N18TG2), carcinoma de pulmão de célula pequena (NCI-H69) e células de adenocarcinoma de pulmão (Calu-3) é apresentada na Figura 12. TABELA 3Or SH-SY5Y, respectively. SK-N-LO cells are also more sensitive to K252a (2.5 to 19-fold) than SK-ES or SH-SY5Y cells. Since SK-N-LO cells apparently do not express trkB, our data also suggest that these cells may express a single trk-like BDNF receptor and sensitive to K252a or, alternatively, that the level of trkB expression in these cells is below detectable limits. In addition, our data demonstrate that protein kinase inhibitors like K252a are cytocidal to small cell lung carcinoma cells but are not cytocidal to lung adenocarcinoma cells. Comparison of the effect of K252a on autocrine 3T3, neuroblastoma cells (N18TG2), small cell lung carcinoma (NCI-H69) and lung adenocarcinoma cells (Calu-3) is shown in Figure 12. TABLE 3
Tioo de célula Neuroblastoma SK-ES SH-SY5Y LA-N-5 SK-N-LO Células de FibroblastoCell Neuroblastoma SK-ES SH-SY5Y LA-N-5 SK-N-LO Fibroblast Cells
Excrescência de neurite £^50 200 nm 1500 nm 10 nm 80 nmExtrinsence of neurite λ 50 200 nm 1500 nm 10 nm 80 nm
(5 dias) NE NE <25 nm NE MBx 25 nm MG87 (+FGF) 175 nm MG87 trkA (+NGF) 30 nm MG87 trkB (+BDNF) 30 nm Células de Carcinoma de Pulmão de Célula Pequena NCI-H69 100 nm Células de Adenocarcinoma de Pulmão(5 days) NE NE <25 nm NE MBx 25 nm MG87 (+ FGF) 175 nm MG87 trkA (+ NGF) 30 nm MG87 trkB (+ BDNF) 30 nm Small Cell Lung Carcinoma Cells NCI-H69 100 nm Lung Adenocarcinoma Cells
CaLu-3 750 nm Células MG87 são células 3T3 que necessitam de fgf para sobrevivência em meio definido. Células MG87 trk-A necessitam de NGF. Células MG87 trk-B necessitam de BDNF. NE = Nenhum EfeitoCaLu-3 750 nm MG87 cells are 3T3 cells that require fgf for survival in defined medium. MG87 trk-A cells require NGF. MG87 trk-B cells require BDNF. NE = No Effect
73 889 6526-089-11873 889 6526-089-118
Também mostrámos que o K252a e a estauroesporina são mais eficazes (aproximadamente 6 vezes) para fibroblastos 3T3 que expressam quinases de receptor trk (MBx, MG87 trkA e MG87 trkB) que necessitam de neurotrofinas para sobrevivência em meios definidos, em relação às células progenitoras 3T3 (MG87) que sobrevivem em meios definidos suplementados com FGF. Estes dados com as células 3T3 transfectadas, proporcionam um argumento convincente em como os efeitos citocidais de K252a e de estauroesporina são mais pronunciados para a família de receptores trk relativamente à tirosina-quinase dos receptores de FGF. Cumulativamente, os nossos dados apoiam a hipótese de que o K252a interrompe selectivamente a via de transdução do sinal neurotrof ina/receptor trk e que o K252a e a estauroesporina são inibidores eficazes da ansa autócrina de sobrevivência de trkB/BDNF.We have also shown that K252a and staurosporine are more effective (approximately 6-fold) for 3T3 fibroblasts expressing trk receptor kinases (MBx, MG87 trkA and MG87 trkB) that require neurotrophins for survival in defined media, relative to 3T3 progenitor cells (MG87) which survive on defined media supplemented with FGF. These data with the transfected 3T3 cells provide a convincing argument on how the cytocidal effects of K252a and staurosporine are most pronounced for the trk receptor family relative to the tyrosine kinase of FGF receptors. Cumulatively, our data support the hypothesis that K252a selectively disrupts the neurotrophin / trk receptor transduction pathway and that K252a and staurosporine are effective inhibitors of the autoregression of trkB / BDNF survival.
Finalmente, observámos que com concentrações de K252a de aproximadamente 25 nM ou menos, podia ser detectado um efeito antiproliferativo pronunciado, bem como uma excrescência de neurite significativa, em células de neuroblastoma LA-N-5 próximo dos 4 a 5 dias de cultura. Estas alterações morfológicas são reminiscentes da indução por NGF da diferenciação celular em LA-N-5. Estas observações em relação a baixas concentrações de K252a sugerem que esta droga pode funcionar como um agonista parcial da via de transdução de sinal do receptor trk.Finally, we observed that at concentrations of K252a of approximately 25 nM or less, a pronounced antiproliferative effect, as well as a significant neuritis outgrowth, could be detected in LA-N-5 neuroblastoma cells within 4-5 days of culture. These morphological changes are reminiscent of NGF induction of cell differentiation in LA-N-5. These observations regarding low concentrations of K252a suggest that this drug may function as a partial agonist of the trk receptor signal transduction pathway.
Como aqui descrito, mostrámos que o K252a pode ser um antagonista selectivo importante da via de transdução do sinal neurotrof ina/receptor de trk e, por isso, pode ser potencialmente útil, terapeuticamente, para a morte de células tumorais derivadas, neuronalmente, dependentes de uma ansa autócrina de sobrevivência de BDNF. Esperamos que outras linhas de células de cancro que expressam BDNF possam ser afectadas por K252a de modo semelhante. Por exemplo, seria de esperar que alguns tumores neuroepiteliais fossem afectados adversamente por K252a e outros inibidores de proteína*quinase.As described herein, we have shown that K252a may be an important selective antagonist of the neurotrophin signal / trk receptor transduction pathway and thus may be potentially therapeutically useful for the killing of neuronally-derived tumor dependent cells an autocrine loop of BDNF survival. We hope that other cancer cell lines expressing BDNF can be affected by K252a in a similar way. For example, some neuroepithelial tumors would be expected to be adversely affected by K252a and other protein * kinase inhibitors.
Embora certas concretizações do invento tenham sidoWhile certain embodiments of the invention have been
73 889 6526-089-118 -54- descritas em particular, será óbvio para os peritos na arte que podem ser realizadas muitas modificações e variações. Assim, o presente invento não deve ser encarado como limitado por nenhuma das concretizações particulares apresentadas, devendo em vez disso o seu âmbito ser definido apenas pelas reivindicações que se seguem.In particular disclosed, it will be obvious to those skilled in the art that many modifications and variations may be made. Thus, the present invention is not to be construed as limited by any of the particular embodiments presented, rather its scope should be defined only by the following claims.
DEPÓSITOS A seguinte linha de células foi depositada na Amerian Type Culture Collection, 12301, Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852.DEPOSITS The following cell line was deposited with the Amerian Type Culture Collection, 12301, Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852.
DEPÓSITODEPOSIT
NÚMERO DE ACESSO MBx -55- 73 889 6526-089-118 (1) INFORMAÇÃO PARA A SEQ ID NO:l:ACCESS NUMBER MBx -55- 73 889 6526-089-118 (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 1:
(i) CARACTERÍSTICAS DA SEQUÊNCIA (A) Comprimento: 18 pares de bases (B) Tipo: Ácido nucleico (C) Tipo de Cadeia: simples (D) Topologia: desconhecida (ii) Tipo de molécula: ADNc(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS (A) Length: 18 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain type: simple (D) Topology: unknown (ii) Type of molecule: cDNA
(xi) Descrição da Sequência: SEQ ID NO:l: GAAAAGGATG GTCATCAC (1) INFORMAÇÃO PARA A SEQ ID NO:2:(xi) SEQ ID NO: 1: GAAAAGGATG GTCATCAC (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 2:
(i) CARACTERÍSTICAS DA SEQUÊNCIA (A) Comprimento: 18 pares de bases (B) Tipo: Ácido nucleico (C) Tipo de Cadeia: simples (D) Topologia: desconhecida (ii) Tipo de molécula: ADNc(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS (A) Length: 18 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain type: simple (D) Topology: unknown (ii) Type of molecule: cDNA
(xi) Descrição da Sequência: SEQ ID NO:2: GTGATGACCA TCCTTTTC (1) INFORMAÇÃO PARA A SEQ ID NO:3:(xi) SEQ ID NO: 2: GTGATGACCA TCCTTTTC (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 3:
(i) CARACTERÍSTICAS DA SEQUÊNCIA (A) Comprimento: 18 pares de bases (B) Tipo: Ácido nucleico (C) Tipo de Cadeia: simples (D) Topologia: desconhecida (ii) Tipo de molécula: ADNc (xi) Descrição da Sequência: SEQ ID NO:3:(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS (A) Length: 18 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain type: simple (D) Topology: unknown (ii) Type of molecule: cDNA (xi) : SEQ ID NO: 3:
GGCAGGGTCA GAGTGGCG 73 889 6526-089-118 C! // Μ, -56-GGCAGGGTCA GAGTGGCG 73 889 6526-089-118 C! // Μ, -56-
t (1) INFORMAÇÃO PARA A SEQ ID NO:4:t (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 4:
(i) CARACTERÍSTICAS DA SEQUÊNCIA (A) Comprimento: 18 pares de bases (B) Tipo: Ácido nucleico (C) Tipo de Cadeia: simples (D) Topologia: desconhecida (ii) Tipo de molécula: ADNc (xi) Descrição da Sequência: SEQ ID NO:4:(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS (A) Length: 18 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain type: simple (D) Topology: unknown (ii) Type of molecule: cDNA (xi) : SEQ ID NO: 4:
CGCCAGTCTG ACCCTGCC (1) INFORMAÇÃO PARA A SEQ ID NO:5:CGCCAGTCTG ACCCTGCC (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 5:
(i) CARACTERÍSTICAS DA SEQUÊNCIA (A) Comprimento: 18 pares de bases (B) Tipo: Ácido nucleico (C) Tipo de Cadeia: simples (D) Topologia: desconhecida (ii) Tipo de molécula: ADNc(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS (A) Length: 18 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain type: simple (D) Topology: unknown (ii) Type of molecule: cDNA
(xi) Descrição da Sequência: SEQ ID NO:5: CTATCCCCTT TTAATGGT (1) INFORMAÇÃO PARA A SEQ ID NO:6:(xi) Description of the Sequence: SEQ ID NO: 5: CTATCCCCTT TTAATGGT (1) INFORMATION FOR SEQ ID NO: 6:
(i) CARACTERÍSTICAS DA SEQUÊNCIA (A) Comprimento: 18 pares de bases (B) Tipo: Ácido nucleico (C) Tipo de Cadeia: simples (D) Topologia: desconhecida (ii) Tipo de molécula: ADNc (xi) Descrição da Sequência: SEQ ID NO:6:(i) SEQUENCE CHARACTERISTICS (A) Length: 18 base pairs (B) Type: Nucleic acid (C) Chain type: simple (D) Topology: unknown (ii) Type of molecule: cDNA (xi) : SEQ ID NO: 6:
TTGACCATTA AAAGGGGATTGACCATTA AAAGGGGA
Claims (44)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US72878491A | 1991-07-03 | 1991-07-03 | |
US76267591A | 1991-09-20 | 1991-09-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PT100424A true PT100424A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=27111743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PT100424A PT100424A (en) | 1991-07-03 | 1992-04-23 | PROCESS AND TEST SYSTEM FOR NEUROTROFIN ACTIVITY |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0593663A4 (en) |
JP (1) | JPH06509333A (en) |
AU (1) | AU2322392A (en) |
CA (1) | CA2112799A1 (en) |
IE (1) | IE921315A1 (en) |
IL (1) | IL101683A0 (en) |
NZ (1) | NZ242467A (en) |
PT (1) | PT100424A (en) |
WO (1) | WO1993000909A1 (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993025683A1 (en) * | 1992-06-12 | 1993-12-23 | Massachusetts Institute Of Technology | A gene which prevents programmed cell death |
US6902732B2 (en) | 1992-06-12 | 2005-06-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Identification and characterization of a gene which protects cells from programmed cell death and uses therefor |
US5461146A (en) * | 1992-07-24 | 1995-10-24 | Cephalon, Inc. | Selected protein kinase inhibitors for the treatment of neurological disorders |
JP3344586B2 (en) * | 1993-05-28 | 2002-11-11 | セファロン,インコーポレイテッド | Therapeutic agent for prostate pathological disease containing indolocarbazole derivative |
US5468872A (en) * | 1993-09-16 | 1995-11-21 | Cephalon, Inc. | K-252a functional derivatives potentiate neurotrophin-3 for the treatment of neurological disorders |
US5602309A (en) * | 1993-10-04 | 1997-02-11 | University Of Kentucky Research Foundation | Transgenic mice which overexpress nerve growth factor |
WO1995022331A1 (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-24 | Cephalon, Inc. | Aqueous indolocarbazole solutions |
JPH11509193A (en) * | 1995-06-27 | 1999-08-17 | ヘンリー エム.ジャクソン ファウンデーション フォー ザ アドバンスメント オブ ミリタリー メディシン | A method for dynamically delaying cell cycle dynamics to enhance cell injury |
US6274576B1 (en) | 1995-06-27 | 2001-08-14 | The Henry Jackson Foundation For The Advancement Of Military Medicine | Method of dynamic retardation of cell cycle kinetics to potentiate cell damage |
US5859311A (en) * | 1995-11-27 | 1999-01-12 | University Of Kentucky Research Foundation | Transgenic mice which overexpress neurotrophin-3 (NT-3) and methods of use |
US7795246B2 (en) * | 1998-08-06 | 2010-09-14 | Cephalon, Inc. | Particle-forming compositions containing fused pyrrolocarbazoles |
US6200968B1 (en) | 1998-08-06 | 2001-03-13 | Cephalon, Inc. | Particle-forming compositions containing fused pyrrolocarbazoles |
US7709207B2 (en) | 2003-05-16 | 2010-05-04 | Universite Laval | Method for identifying compounds for treatment of pain |
US7718382B2 (en) | 2004-05-14 | 2010-05-18 | Universite Laval | Method for identifying compounds for treatment of pain |
US10035834B2 (en) | 2008-06-18 | 2018-07-31 | The Texas A&M University System | Mesenchymal stem cells, compositions, and methods for treatment of cardiac tissue damage |
CN110438125A (en) * | 2012-03-15 | 2019-11-12 | 科纳公司 | By inhibiting the natural antisense transcript of brain derived neurotrophic factor (BDNF) to treat BDNF related disease |
AU2013262702A1 (en) * | 2012-05-16 | 2015-01-22 | Rana Therapeutics, Inc. | Compositions and methods for modulating BDNF expression |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5229500A (en) * | 1989-08-30 | 1993-07-20 | Regeneron Pharmaceuticals, Inc. | Brain derived neurotrophic factor |
-
1992
- 1992-04-23 EP EP92915861A patent/EP0593663A4/en not_active Withdrawn
- 1992-04-23 WO PCT/US1992/003392 patent/WO1993000909A1/en not_active Application Discontinuation
- 1992-04-23 CA CA002112799A patent/CA2112799A1/en not_active Abandoned
- 1992-04-23 PT PT100424A patent/PT100424A/en not_active Application Discontinuation
- 1992-04-23 IL IL101683A patent/IL101683A0/en unknown
- 1992-04-23 IE IE131592A patent/IE921315A1/en unknown
- 1992-04-23 NZ NZ242467A patent/NZ242467A/en unknown
- 1992-04-23 AU AU23223/92A patent/AU2322392A/en not_active Abandoned
- 1992-04-23 JP JP5502196A patent/JPH06509333A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IL101683A0 (en) | 1992-12-30 |
IE921315A1 (en) | 1993-01-13 |
EP0593663A4 (en) | 1996-10-30 |
CA2112799A1 (en) | 1993-01-21 |
AU2322392A (en) | 1993-02-11 |
EP0593663A1 (en) | 1994-04-27 |
WO1993000909A1 (en) | 1993-01-21 |
NZ242467A (en) | 1995-06-27 |
JPH06509333A (en) | 1994-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PT100424A (en) | PROCESS AND TEST SYSTEM FOR NEUROTROFIN ACTIVITY | |
Peralta-Leal et al. | PARP inhibitors: new partners in the therapy of cancer and inflammatory diseases | |
Erber et al. | Combined inhibition of VEGF‐and PDGF‐signaling enforces tumor vessel regression by interfering with pericyte‐mediated endothelial cell survival mechanisms | |
KR0171210B1 (en) | Antisense oligonucleotide for treatment of cancer | |
Demir et al. | Nerve growth factor & TrkA as novel therapeutic targets in cancer | |
Boyd et al. | A dose‐dependent facilitation and inhibition of peripheral nerve regeneration by brain‐derived neurotrophic factor | |
D’Mello et al. | Insulin-like growth factor and potassium depolarization maintain neuronal survival by distinct pathways: possible involvement of PI 3-kinase in IGF-1 signaling | |
Fabbro et al. | PKC412-a protein kinase inhibitor with a broad therapeutic potential | |
US5990088A (en) | Method for treating kaposi's sarcoma with antisense oligonucleotides | |
Jelkmann et al. | Beneficial and ominous aspects of the pleiotropic action of erythropoietin | |
DE60029138T2 (en) | Use of indolinone compounds for the production of pharmaceuticals for the modulation of the function c-kit protein tyrosine kinase | |
Noguchi et al. | Survival and proliferative roles of erythropoietin beyond the erythroid lineage | |
Giehl et al. | Endogenous brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 antagonistically regulate survival of axotomized corticospinal neurons in vivo | |
US20210023116A1 (en) | Treatment of cancer by systemic administration of dbait molecules | |
CN115778934A (en) | Use of substituted hexitols for the treatment of malignant tumors | |
JP2004537517A (en) | Combined approach for treating cancer using c-myc antisense oligomers | |
PL199576B1 (en) | Indolyl-3-glyoxylic acid derivatives serving as antitumor agents | |
KR20100137570A (en) | On01910. na enhances chemotherapeutic agent activity in drug-resistant cancers | |
Smith et al. | Regional differences in the expression of corticostriatal synaptic plasticity | |
Takano et al. | Suramin inhibits glioma cell proliferation in vitro and in the brain | |
WO2020234454A1 (en) | Combination treatment of cancer targeting energy metabolism and intracellular ph | |
JP2003500418A (en) | Antisense to c-myc for the treatment of polycystic kidney disease | |
CN113230249A (en) | Application of pseudolaric acid B in serving as or preparing Hedgehog signal path inhibitor | |
Fischer | Nerve growth factor reverses spatial memory impairments in aged rats | |
CN114010789B (en) | Application of bufadienolide compound in preparing medicament for treating EGFR and/or STAT3 driving diseases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 19930323 |
|
FC3A | Refusal |
Effective date: 19990405 |