ES2287161T3 - Analogos de trombomodulina para uso en la recuperacion de la lesion de la medula espinal. - Google Patents
Analogos de trombomodulina para uso en la recuperacion de la lesion de la medula espinal. Download PDFInfo
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Abstract
El uso de una cantidad eficaz terapéuticamente de un análogo de trombomodulina recombinante, soluble, que es resistente a oxidación y en el que la metionina en posición 388 se ha sustituido por una leucina, en el que el análogo está numerado según la trombomodulina nativa SEQ ID NO: 2, para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de lesiones de la médula espinal.
Description
Análogos de trombomodulina para uso en la
recuperación de la lesión de la médula espinal.
Esta solicitud reivindica el beneficio de la
Solicitud provisional de los EE.UU. Nº 60/229.714, presentada el 31
de Agosto de 2000.
La presente invención se refiere a un método
para usar análogos de trombomodulina para la fabricación de un
medicamento para el tratamiento del trauma neurológico asociado con
lesión de la médula espinal en mamíferos.
La trombomodulina (TM) es una glicoproteína de
la membrana celular. En seres humanos, está ampliamente distribuida
en el endotelio de la vasculatura y sistema linfático. Se ha
estudiado extensamente su importancia fisiológica. (Véase, por
ejemplo, Esmon et al., J. Biol. Chem. (1982), 257:
859-864; Salem et al., J. Biol. Chem.
(1983), 259: 12246-12251).
La trombomodulina funciona como un receptor de
trombina, una enzima central en la cascada de coagulación. Cuando
está libre, la trombina promueve coagulación directamente
convirtiendo fibrinógeno en fibrina e indirectamente a través de la
activación de otras proteínas en la cascada de coagulación (Factores
V, VIII y XIII, por ejemplo), y a través de la activación de
plaquetas. Sin embargo, cuando está unida a trombomodulina, el
complejo trombina-trombomodulina está implicado en
activación de proteína C a proteína C activada, que regula después
hacia abajo la cascada de coagulación inactivando proteolíticamente
los cofactores esenciales Factor Va y Factor VIIIa (Esmon et al.,
Ann. N. Y. Acad. Sci. (1991), 614: 30-43),
produciendo actividad anticoagulante aumentada. El complejo
trombina-trombomodulina también está implicado en
activación de inhibidor de fibrinólisis activable por trombina
(TAFI) que, cuando se activa, conduce a inhibición de fibrinólisis.
Aunque los estudios anteriores eran negativos, estudios más
recientes han indicado que la trombomodulina no sólo está presente
en células endoteliales del cerebro (Boffa et al., Nouv.
Rev. Fr. Hematol. (1991), 33: 423-9; Wong et
al., Brain. Res. (1991), 556: 1-5; Wang
et al., Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. (1997), 17:
3139-46; Tran et al., Stroke (1996),
27:2304-10; discusión 2310-1) sino
que también se expresa en la superficie de astrocitos, en donde
funciona idénticamente a su papel en la vasculatura, activando
proteína C formando un complejo con trombina (Pindon et al.,
Glia (1997), 19: 259-68). La trombomodulina
también está regulada hacia arriba en astrocitos reactivos en el
SNC, en respuesta a lesión mecánica (Pindon et al., J.
Neurosci. (2000), 20: 2543-50). Un informe
reciente sugiere que trombomodulina recombinante bloquea la
activación de trombina de otro receptor, el receptor 1 activado por
proteasa (PAR-1) en células neuronales cultivadas
(Sarker et al., Thromb. Haemost. (1999), 82:
1071-77).
La proteína C activada también se ha implicado
fuertemente en la regulación de respuestas inflamatorias que
implican diversas citoquinas o leucocitos activados (Esmon et
al., Thromb. Haemost. (1991), 66:
160-165). De acuerdo con esta hipótesis, estudios
han mostrado que proteína C activada impide lesión vascular pulmonar
en ratas a las que se ha dado endotoxina inhibiendo la producción
de factor de necrosis de tumores (TNF-\alpha),
que activa potencialmente neutrófilos (Murakami et al.,
Blood (1996), 87: 642-647; Murakami et
al., Am. J. Physiol. (1996), 272:
L197-2). La trombomodulina soluble humana
recombinante impide también la lesión vascular pulmonar inducido
por endotoxina inhibiendo la activación de neutrófilos mediante
activación de proteína C (Uchiba et al., Am J.
Physiol. (1996) 271: L470-5; Uchiba et
al., Am. J. Physiol. (1997), 273:
L889-94).
La lesión de la médula espinal (SCI) es un
estado grave que produce discapacidades a lo largo de la vida
(Stover et al., Paraplegia (1987), 24:
225-228). Sólo se dispone actualmente de medidas
terapéuticas limitadas para su tratamiento (Bracken et al.,
New Engl. J. Med. (1990), 322: 1405-1411). De
hecho, la intervención aguda aceptada más comúnmente tras SCI,
distinta de la cirugía, es administración del esteroide
metilprednisolona (MP) (Hall, E. D., Adv. Neurol. (1993),
59: 241-8; Bracken, M.B., J. Neurosurg.
(2000), 93: 175-9; Bracken, M.B., Cochrane
Database Syst. Rev. 2 (2000); Koszdin, Anesthesiology
(2000), 92: 156-63). Sin embargo, después de 10
años de experiencia, este tratamiento está aún muy controvertido y
un meta-análisis reciente ha sugerido que el
tratamiento con MP puede estar realmente contraindicado (Hurlbert,
R.J., J. Neurosurg. (2000), 93:1-7;
Pointillart et al., Spinal Cord (2000),
38:71-6; Lankhorst et al., Brain. Res.
(2000), 859: 334-40).
La patofisiología de SCI incluye una lesión
mecánica primaria y una lesión neurológica secundaria retrasada
(Tator et al., J. Neurosurg. (1991), 75:
15-26). Mientras que la lesión primaria es
determinada por las circunstancias del trauma, el resultado de la
lesión secundaria puede ser tratable por modulación terapéutica.
Aunque los mecanismos implicados en el proceso de la lesión
secundaria no se comprenden totalmente, pueden estar implicadas
respuestas inflamatorias que conducen a daño endotelial (Demopoulos
et al., Scan. Electron. Microsc. (1978), 2:
677-680) y éste es en una zona que puede servir como
objetivo de intervención terapéutica. El factor de necrosis de
tumores (TNF-\alpha) se ha mostrado recientemente
que juega un papel importante en el SCI inducido por trauma de
compresión en ratas activando neutrófilos (Taoka et al.,
Neuroscience (1997), 79: 1177-182; Taoka
et al., J Neurotrauma (2000), 17:
219-29). Se ha informado también de que la proteína
C activada reduce la gravedad del SCI indicido por trauma de
compresión inhibiendo la producción de TNF-\alpha
(Taoka et al., J. Neurosci. (1998), 18:
1392-1398). Han mostrado estudios que la
trombomodulina soluble recombinante prevenía la SCI inducida por
trauma de compresión en un modelo de SCI de rata inhibiendo la
acumulación de leucocitos mediante reducción de la expresión de mARN
de TNF-\alpha en el lugar lesionado (Taoka et
al., Thromb. Haemost. (2000), 83:
462-468). Estas observaciones sugieren que la
trombomodulina también puede prevenir la SCI inducida por trauma de
compresión mediante la activación de proteína C, con la inhibición
resultante de la producción de TNF-\alpha. Se han
validado recientemente modelos de rata de contusión o caída de peso
para SCI humana (Metz et al., J Neurotrauma (2000),
17:1-17).
Los inventores han descubierto que ciertas
composiciones de trombomodulina solubles son eficaces para reducir
el daño neurológico que sigue a SCI en un modelo de rata, y son por
tanto útiles en el tratamiento de tal daño neurológico en
mamíferos. Se han producido análogos solubles de trombomodulina que
conservan muchas, si no todas, las actividades de la proteína
nativa. Además, se han desarrollado análogos solubles de
trombomodulina que son resistentes a oxidación, resistentes a
proteólisis, o se han modificado de otras maneras para poseer una
vida media más larga dentro de la circulación, y se describen en las
Patentes de los EE.UU. Nº 5.256.770, 5.863.760 y 5.466.668. Estas
composiciones se han descrito previamente útiles como agentes
anti-trombóticos. Sin embargo, no ha habido ninguna
descripción sobre la utilidad de estas composiciones como agentes
terapéuticos para la mejora del daño neurológico que sigue a
SCI.
Según la presente invención, un aspecto de esta
invención se dirige a un método para la fabricación de un
medicamento para tratar el daño neurológico resultante de SCI que
comprende una cantidad eficaz terapéuticamente de un análogo de
trombomodulina recombinante soluble, que es resistente a oxidación,
y en el que la metionina en posición 388 se ha sustituido por una
leucina, en el que el análogo está numerado según la trombomodulina
nativa (SEQ ID NO: 2).
Un aspecto adicional de esta invención utiliza
análogos de trombomodulina que contienen modificaciones adicionales
para proporcionar resistencia a la división por proteasa y/o
muestran un modelo alterado de glicosilación.
Un aspecto adicional de esta invención utiliza
un análogo de trombomodulina, conocido como Solulin®, que contiene
modificaciones en la secuencia de la trombomodulina nativa (SEQ ID
NO: 2) en las posiciones siguientes: separación de aminoácidos
1-3, M388L, R456G, H457Q, S474A y terminación en
P490.
La Fig: 1 muestra la secuencia de aminoácidos de
la trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2), usando el sistema de
numeración de Suzuki et al. (1987) Embo J 6:
1891-1897.
La Fig. 2 muestra los resultados de evaluación
de la función neural por la escala de valoración locomotora de
campo abierto (LRS) de Basso, Beatty y Bresnahan, la denominada
escala "BBB", en ratas tras la lesión de la médula espinal por
contusión controlada. Las ratas lesionadas se trataron con vehículo
(solución salina) o con Solulin® administrado intraperitonealmente
(i.p.) post-lesión como se describe en el Ejemplo
2.
La Fig. 3 (A y B) ilustra muestras histológicas
representativas de ratas con lesión de la médula espinal tras el
tratamiento con solución salina (testigo) o con Solulin® dados i.p.
1 h después de SCI por contusión moderada (fuerza 25 g.cm). Se
enseñan muestras de encima, en y debajo de la lesión. En la Figura
3A, las muestras se colorearon con hematoxilina y eosina (H &
E); En la Figura 3B, las muestras se colorearon con tionina.
La Fig. 4 muestra análisis de la extensión del
volumen de lesión determinada por examen histológico en ratas
tratadas con solución salina (testigo) frente a Solulin® en, por
encima y por debajo del epicentro de la lesión. Se encontró una
reducción significativa estadísticamente de aproximadamente el 40%
(p<0,05) en el volumen de lesión con tratamiento con Solulin® en
comparación con los testigos tratados con solución salina con un
ensayo t no apareado.
Según se usa en la memoria descriptiva y las
reivindicaciones, salvo especificación en contrario, los siguientes
términos tienen el significado indicado:
El término "residuo" se refiere a un
aminoácido que está incorporado a un péptido. El aminoácido puede
ser un aminoácido de origen natural y, salvo que se limite de otro
modo, puede abarcar análogos conocidos de aminoácidos naturales que
pueden funcionar de manera similar a los aminoácidos de origen
natural. Para los fines de esta descripción, los residuos de
aminoácidos se designan aquí por su abreviatura aceptada de tres
letras o de una letra, o por la notación "AA", que significa
la presencia de un residuo de aminoácido. Los aminoácidos a que se
hace referencia aquí se describen por designaciones taquigráficas
como sigue:
Cuando se describe una sustitución de
aminoácido, para los fines de esta descripción, la sustitución se
describe proporcionando el aminoácido presente en la trombomodulina
nativa (SEQ ID NO: 2) (TM), la posición del aminoácido dentro de la
secuencia de trombomodulina (usando el sistema de numeración de
Suzuki et al., Embo Journal (1987), 6:
1891-1897), seguido por el aminoácido que ha
sustituido al original; es decir, M388L se refiere a sustitución de
metionina en posición 388 por leucina).
"Trombomodulina nativa" se refiere a la
proteína de longitud completa como tiene lugar en la naturaleza
(Fig. 5; SEQ ID NO: 2). Se sabe que la trombomodulina nativa
contiene polimorfismos de origen natural en ciertos residuos. Por
ejemplo, en posición 455, hay una variación de origen natural en el
aminoácido encontrado en esta posición, con una alanina presente el
82% del tiempo y una valina presente el 18% del tiempo (Van der
Velden et al. (1991) Throm. Haemeostasis 65:
511-513). Para los propósitos de esta invención, la
secuencia de trombomodulina nativa mostrada (Fig. 5; SEQ ID NO: 2)
es una que contiene valina en posición 455, como se describe por
Suzuki et al. (1987) EMBO J6:
1891-1897. Sin embargo, todos los polimorfismos de
origen natural están incluidos dentro del alcance de los análogos
reivindicados. Cuando se describen actividades biológicas con
referencia a la TM nativa, el término abarca una forma acuosa
solubilizada con detergente. A menudo, en el contexto de
comparación con una actividad, un polipéptido soluble transfectado
puede presentar propiedades sustancialmente idénticas.
"Análogos de trombomodulina" son péptidos
que conservan sustancialmente la actividad biológica de TM nativa,
como se ha discutido antes, y que tienen una estructura molecular
diferente de la de una TM de versión nativa. Por ejemplo, la
expresión se refiere a proteínas que tienen una secuencia de
aminoácidos idéntica u homóloga a la de trombomodulina nativa (SEQ
ID NO: 2), a péptidos o fragmentos de trombomodulina insolubles y
solubles, y a especies de TM resistentes a oxidación, que tienen
todos actividad de tipo trombomodulina. Estos compuestos incluyen
también derivados y moléculas que comprenden cambios de aminoácidos
que no disminuyen significativamente las propiedades de cofactor de
activación de proteína C de la proteína cuando se compara con TM
nativa.
La expresión "mutante de TM" se refiere a
un análogo de TM que contiene la sustitución diseñada (como se ha
descrito antes) u otra modificación indicada.
Los términos "péptidos" y
"polipéptidos" se refieren a cadenas de aminoácidos cuyos
carbonos \alpha están enlazados a través de enlaces péptido
formados por una reacción de condensación entre el grupo carboxilo
del carbono \alpha de un aminoácido y el grupo amino de otro
aminoácido. El aminoácido terminal en un extremo de la cadena
(término amino) tiene por tanto un grupo amino libre, mientras que
el aminoácido terminal en el otro extremo de la cadena (término
carboxi) tiene un grupo carboxilo libre.
El término "dominio" se refiere a una
secuencia de aminoácidos discreta que puede asociarse con una
función o característica particular. Típicamente, un dominio
presenta una unidad estructural terciaria característica. El gen de
trombomodulina de longitud completa codifica un péptido precursor
que contiene los siguientes dominios:
Véase Yost et al., Cell, (1983),
34: 759-768 y Wen et al., Biochemistry
(1987), 26: 4350-4357.
Un "lugar de proteasa" se refiere a un
aminoácido o serie de aminoácidos en un polipéptido de TM, que
define un reconocimiento, unión, división, u otro lugar susceptible
a la actividad de una proteasa, por ejemplo, cuando uno o más
residuos de aminoácidos abarcados por este lugar están sustituidos
por otro(s) residuo(s) de aminoácido(s) o
están suprimidos, la proteasa no es capaz más de dividir la TM en
ese lugar. Esta expresión abarca también regiones de la molécula de
TM que son susceptibles inherentemente a proteasas, por ejemplo,
estando expuestas conformacionalmente y disponibles a una actividad
de proteasa.
Un "lugar de división por proteasa" se
refiere a la posición precisa en la que una proteasa divide al
análogo de polipéptido de TM.
Un "término N simple" y "término C
simple" tienen sus significados literales que se refieren
funcionalmente a la propiedad de la composición, por ejemplo, en la
que, por análisis de la secuencia de aminoácidos secuencial
convencional, cada ciclo de degradación produce la separación de un
residuo de aminoácido que está esencialmente exento de un residuo
de aminoácido diferente. Así, tras varios ciclos, por ejemplo, 10
ciclos, de separación por etapas de los aminoácidos
N-terminales, se recupera esencialmente sólo un
aminoácido en cada ciclo. En particular, no se detecta más
heterogeneidad de secuencia de la que se esperaría estadísticamente
de un polipéptido de cadena sencilla completamente puro según el
procedimiento analítico usado.
"Conserva sustancialmente la actividad
biológica de trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2)" y expresiones
similares, según se usan aquí, significa que la trombomodulina
comparte actividades biológicas con una molécula de TM unida a
membrana nativa. Generalmente, la actividad en unidades por
miligramo de proteína es al menos aproximadamente 50%,
ordinariamente 75%, típicamente 85%, más típicamente 95%,
preferiblemente 100% y más preferiblemente por encima del 100% de
la actividad de la trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2). Esta
actividad biológica puede ser la de la activación de proteína C
(APC) mediada por trombina, de tiempo de coagulación de
tromboplastina parcial activada (APTT), de tiempo de coagulación de
trombina (TCT) o de cualquiera de las actividades biológicas de TM,
preferiblemente terapéuticas. El patrón nativo de comparación es una
versión de TM unida a membrana de longitud completa, pero, en
muchos casos, puede usarse como patrón más conveniente una TM
soluble que comprende el dominio enlazado a lectina/EGF/O
(TM.sub.LEO).
"Lugares de glicosilación" se refiere a
residuos de aminoácidos que son reconocidos por una célula eucariota
como posiciones para la incorporación de residuos de azúcar. Los
aminoácidos en los que se incorporan azúcares son típicamente
residuos Asn (para azúcares N-enlazados), treonina o
serina (para azúcares O-enlazados). El lugar
específico de incorporación es señalado típicamente por una
secuencia de aminoácidos, por ejemplo, Asn-X-(Thr o
Ser) para muchas incorporaciones N-enlazadas y (Thr
o Ser)-X-X-Pro para
muchas incorporaciones O-enlazadas, en las que X es
cualquier aminoácido. La secuencia de reconocimiento para
glicosaminoglicanos (un tipo específico de azúcar sulfatado) es
generalmente
Ser-Gly-X-Gly, pero
también puede ser
X-Ser-Gly-X-Val.
Las expresiones N-enlazado y
O-enlazado se refieren al grupo químico que sirve
como lugar de incorporación entre el resto de azúcar y el residuo
de aminoácido. Los azúcares N-enlazados se
incorporan a través de un grupo amino; los azúcares
O-enlazados se incorporan a través de un grupo
hidroxilo.
"Vida media de circulación in vivo"
se refiere al tiempo medio que necesita una actividad de plasma
administrado en un mamífero para disminuir a la mitad.
Un "análogo de TM soluble" es un análogo de
TM que es soluble en una solución acuosa, y típicamente puede
segregarse por una célula. Para administración farmacológica, el
análogo de TM soluble o un análogo insoluble pueden combinarse
opcionalmente con vesículas de fosfolípidos, detergentes u otros
compuestos similares muy conocidos por los expertos en la técnica
de formulación farmacológica. Los análogos de TM de la presente
invención preferidos son solubles en la corriente sanguínea,
haciendo a los análogos útiles en diversas terapias anticoagulantes
y otras. Las modificaciones que hacen a la TM soluble no afectan
significativamente a muchas actividades relativas a la
trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2), por ejemplo, afinidad por
trombina o actividad en activación de proteína C.
"Dominio de glicosilación
O-enlazado" se refiere a la secuencia de
aminoácidos numerados de 463 a 497 de la secuencia de
trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2), como se representa en la Tabla
2 (véase página 7).
"Análogos resistentes a oxidación" se
refiere a análogos de trombomodulina que son capaces de mantener una
magnitud sustancial de actividad biológica tras exposición a un
agente oxidante tal como radicales oxígeno, Cloramina T, peróxido
de hidrógeno o neutrófilos activados.
"Solulin®" se refiere a un análogo de
trombomodulina descrito en la Patente de los EE.UU. Nº 5.256.770, en
la que se han hecho las siguientes modificaciones de la secuencia
de la trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2): separación de los
aminoácidos 1-3, M388L, R456G, H457Q, S474A y
terminación en P490.
"Excipientes farmacéuticos" se refiere a
materiales aceptables médicamente, no tóxicos, que se usan para
completar una terapéutica médica. Estos materiales pueden ser
inertes, tales como agua y sal, o activos biológicamente, tales
como un antibiótico o analgésico.
"Capacidad reducida" se refiere a una
disminución significativa estadísticamente de una propiedad
biológica. La propiedad es ilimitada y la medición o cuantificación
de la propiedad es por medios estándares.
"Residuos de azúcar" se refiere a hidratos
de carbono de hexosa y pentosa que incluyen glucosaminas y otros
derivados hidratos de carbono y restos que se enlazan covalentemente
a una proteína.
"Sustituyentes sulfato" son sustituyentes
que contienen azufre en azúcares pentosa o hexosa.
"Conversión de fibrinógeno en fibrina, mediada
por trombina" se refiere a la actividad enzimática mediante la
que trombina divide la proteína precursora fibrinógeno para hacer
monómero fibrina, que se polimeriza a continuación para formar un
coágulo de sangre.
"Enfermedad trombótica" se refiere a un
estado patógeno en un mamífero caracterizado por la formación de uno
o más trombos que son o pueden ser perjudiciales para la salud del
mamífero.
"SCI" según se usa aquí se refiere a
lesiones traumáticas sostenidas de la médula espinal y el área a su
alrededor. Esto incluye lesiones por contusión y/o compresión, así
como lesión por transección. El modelo usado en los estudios que
soportan la utilidad de esta invención es contusión, que se aproxima
más estrechamente a los tipos de SCI sufridos por seres humanos en
accidentes de vehículos a motor y/o lesiones relacionadas con
deportes. Todos los SCI se caracterizan por pérdida súbita de
función motora completa o parcial y la extensión de esta pérdida
depende de la localización de las lesiones dentro de la columna
vertebral. Las lesiones superiores (cervicales) pueden producir
pérdida total de función motora o tetraplegia y pérdida de control
respiratorio, y a veces colapso cardiovascular. Las lesiones
inferiores pueden producir paraplegia, pero sin implicación de
brazos o disfunción respiratoria.
"Mamíferos" incluye seres humanos y
animales domesticados, tales como gatos, perros, cerdos, vacas,
ovejas, cabras, caballos, conejos y similares.
"Cantidad eficaz terapéuticamente" se
refiere a la cantidad de análogo de trombomodulina que, cuando se
administra a un mamífero que lo necesite, preferiblemente un ser
humano, es suficiente para efectuar el tratamiento, como se define
después, para daño neurológico resultante de SCI. La cantidad de
análogo de trombomodulina que constituye una "cantidad eficaz
terapéuticamente" variará dependiendo del análogo de
trombomodulina, la gravedad de la SCI y la edad del mamífero a
tratar, pero puede determinarse rutinariamente por un experto
ordinario en la técnica considerando su propio conocimiento y esta
descripción.
"Tratando" o "tratamiento" según se
usa aquí cubre mejora del daño neurológico asociado con SCI en un
mamífero, preferiblemente un ser humano, cuyo daño está asociado
con pérdida de función motora y/o respiratoria, e incluye
tratamiento que produce una recuperación mejorada de la función
neurológica.
Esta invención se dirige a un método para la
fabricación de un medicamento para el tratamiento en mamíferos del
trauma neurológico asociado con lesión de la médula espinal (SCI).
Como se ha discutido antes, la proteína C activada inhibe la
producción de TNF-\alpha, una proteína de la que
se ha mostrado que juega un papel importante en la SCI inducida por
trauma por compresión, y se sabe que la trombomodulina, en complejo
con trombina, produce proteína C activada. La presente invención
proporciona un medicamento para tratar mamíferos que tienen SCI,
que comprende una análogo de trombomodulina que posee la misma
actividad que la trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2), pero que
presenta propiedades que hacen a los análogos mejores agentes
terapéuticos.
Para demostrar la utilidad de los análogos de
trombomodulina de la invención como agentes terapéuticos para
tratamiento del trauma neurológico asociado con SCI, se evaluó la
capacidad de análogos de trombomodulina (1) para mejorar las
puntuaciones de la escala de valoración locomotora (LRS), que es un
método para evaluar la función de la médula espinal y (2) para
mejorar la histología de la médula espinal, que proporciona una
imagen de la curación de la médula espinal, en ratas tras SCI (véase
Figuras 2-4).
Como indicación adicional de la utilidad de la
administración parenteral del análogo de trombomodulina (Solulin®)
en este contexto, se ha determinado que la administración
intraperitoneal (i.p.) de Solulin® tiene efectos significativos en
las funciones de coagulación del plasma.
Los estudios indican que se prefiere
intervención terapéutica temprana (1-3 horas post
lesión).
Se han usado varios sistemas experimentales para
investigar la patofisiología de SCI y para ensayar los efectos de
agentes neuroprotectores en laboratorio (Amar y Levy,
Neurosurgery (1999), 44: 1027-1040). Los
paradigmas experimentales actuales implican cultivos de células
neuronales o segmentos intactos anatómicamente de médula espinal
sometidos a diversos ultrajes mecánicos o isquémicos, tales como
caída de peso, compresión con un globo extradural focal o
circunferencial, presión de grapa, lesión fotoquímica o térmica,
fuerzas de aturdimiento o trauma con pistón.
Un método más preferido que se aproxima más
estrechamente a la SCI humana (Metz et al., J.
Neurotrauma (2000), 17: 1-17) es infligir
contusión de la médula espinal según el método del Estudio de lesión
de la médula espinal de animales multi-centros
(MASCIS), usando el método de caída de peso con contusión controlada
(Gruner, J.A., J. Neurotrauma (1992), 9:
123-6; Basso et al., J. Neurotrauma
(1996), 13: 343-59). La lesión resultante puede
valorarse por examen histológico (por ejemplo, microscopía óptica o
electrónica y métodos de coloración especial y seguimiento)
(Gruner, J.A., ibid.), medidas de resultado electrofisiológico (por
ejemplo, potenciales evocados) (Metz et al., J.
Neurotrauma (2000), 17: 1-17) o valoraciones de
comportamiento (por ejemplo, locomoción en campo abierto o
estabilidad de postura en un plano inclinado) (Basso et al.,
J. Neurotrauma (1996), 13:
343-59).
343-59).
Se dispone de un cierto número de ensayos de
laboratorio para medir la actividad de TM. La actividad del cofactor
proteína C puede medirse en el ensayo descrito por Salem et al.,
J. Biol. Chem. (1984), 259(19):
12246-12251 y Galvin et al., J. Biol.
Chem. (1987), 262(5): 2199-2205.
Brevemente, este ensayo consiste en dos etapas. La primera es la
incubación del análogo de TM de ensayo con trombina y proteína C en
condiciones definidas. En la segunda etapa, la trombina se inactiva
con hirudina o antitrombina III y heparina, y se determina la
actividad de la proteína C activada nuevamente mediante el uso de un
sustrato cromógeno, por lo que se libera el cromóforo por la
actividad proteolítica de proteína C activada. Este ensayo se
realiza con reactivos purificados.
Alternativamente, el efecto de un análogo de TM
puede medirse usando plasma en ensayos de tiempo de coagulación
tales como el tiempo de tromboplastina parcial activada (aPTT), el
tiempo de coagulación de trombina (TCT) y/o el tiempo de
protrombina. (PT). El ensayo aPTT depende de la activación de
proteína C, así como de la inhibición directa de trombina, mientras
que los ensayos TCT y PT dependen sólo de la inhibición de trombina.
La prolongación del tiempo de coagulación en uno cualquiera de
estos ensayos demuestra que la molécula puede inhibir coagulación
en plasma. Los ensayos pueden realizarse en un cronómetro de
coagulación automática según las especificaciones del fabricante:
Medical Laboratory Automation Inc., distribuido por American
Scientific Products, McGaw Park, III. (Véase también Salem et
al., J. Biol. Chem. (1984), 259:
12246-12251).
La activación de TAFI puede medirse como se
describe por Wang et al. (J. Biol. Chem. (2000), 275:
22942-22947), utilizando el hecho de que el TAFI
activado es una carboxipeptidasa. En este ensayo, se incuban con
trombina extractos que contienen el análogo de trombomodulina en
cuestión, y se incuba después la mezcla con TAFI purificado. La
cantidad de TAFI activado producido se determina mediante el uso de
un sustrato cromógeno, por lo que se libera el cromóforo por la
actividad proteolítica de TAFI activado. Alternativamente, la
activación de TAFI puede ensayarse mediante un ensayo de lisis de
coágulo de plasma en un sistema definido usando proteínas
purificadas o en un medio de plasma (Nagashima et al.,
Throm. Research (2000), 98: 333-342).
Los ensayos descritos antes se usan para
identificar análogos de TM solubles que sean capaces de unirse a
trombina y valorar la capacidad del complejo
trombina-trombomodulina formado con estos análogos
para activar proteína C, en sistemas purificaos y en un medio de
plasma. Pueden usarse ensayos adicionales para evaluar otras
actividades de la trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2) tales como
inhibición de la formación catalizada por trombina de fibrina a
partir de fibrinógeno (Jabukowski et al., J. Biol.
Chem. (1986), 261(8): 3876-3882),
inhibición de la activación de trombina de Factor V (Esmon et
al., J. Biol. Chem. (1982), 257:
7944-7947), inhibición acelerada de trombina por
antitrombina III y cofactor de heparina II (Esmon et al.,
J. Biol. Chem. (1983) 258: 12238-12242),
inhibición de la activación de trombina de Factor XIII (Polgar et
al., Thromb. Haemostas. (1987), 56:140), inhibición de
la inactivación de proteína S mediada por trombina (Thompson y
Salem, J. Clin. Inv. (1986), 78(1):
13-17) e inhibición de la activación y agregación de
plaquetas mediadas por trombina (Esmon et al., J. Biol.
Chem. (1983), 258: 12238-12242).
Son útiles modificaciones de la molécula de
trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2) para aumentar la eficacia
terapéutica de los análogos de trombomodulina de la presente
invención.
Las composiciones de análogos de TM
particularmente preferidas son aquellas que tienen una o más de las
siguientes características:
- (i)
- son resistentes a oxidación,
- (ii)
- presentan resistencia a proteasa,
- (iii)
- tienen términos N o C homogéneos,
- (iv)
- se han modificado post-traducción, por ejemplo, por glicosilación de al menos algunos de los lugares de glicosilación de la trombomodulina nativa (SEQ ID NO: 2),
- (v)
- tienen propiedades de unión de trombina doble-recíprocas lineales,
- (vi)
- son solubles en solución acuosa en cantidades relativamente bajas de detergentes y carecen típicamente de una secuencia transmembrana.
Estas modificaciones se han descrito en las
Patentes de los EE.UU. Nº 5.256.770, 5.863.760 y 5.466.668.
En particular, las modificaciones preferidas en
la molécula de TM que se refieren a estas características incluyen
separación de los aminoácidos 1-13, terminación en
P490, y las siguientes sustituciones: M388L (para resistencia a la
oxidación), R456G y H457Q (ambas para resistencia a proteólisis) y
S474A (bloquea la adición de glicosaminoglicano y retarda la
holgura).
Es más preferida una molécula que comprende
todas estas modificaciones, a la que se hace referencia como
Solulin®.
La preparación de los análogos de TM usados en
esta invención se describe en las Patentes de los EE.UU. Nº
5.256.770, 5.863.760 y 5.466.668.
El medicamento análogos de trombomodulina, que
comprende la administración en forma de entrada del medicamento que
comprende análogos de trombomodulina de la invención en forma pura o
en una composición farmacéutica apropiada, puede realizarse
mediante cualquiera de los modos aceptados de administración o
agentes para servir utilidades similares. Así, la administración
puede ser, por ejemplo, oralmente, nasalmente, parenteralmente,
tópicamente, transdérmicamente o rectalmente, en forma de polvo
liofilizado, sólido, semisólido, o en formas de dosificación
líquida, tales como, por ejemplo, pastillas, supositorios, píldoras,
cápsulas de gelatina elásticas blandas y duras, polvos, soluciones,
suspensiones o aerosoles, o similares, preferiblemente en formas de
dosificación unitaria adecuadas para administración simple de
dosificaciones precisas. Las composiciones incluirán un vehículo o
excipiente farmacéutico convencional y un compuesto de la invención
como el/un agente activo y, además, pueden incluir otros agentes
medicinales, agentes farmacéuticos, vehículos, coadyuvantes,
etc.
Generalmente, dependiendo del modo de
administración previsto, las composiciones aceptables
farmacéuticamente contendrán de alrededor del 1% a aproximadamente
el 99% en peso de un(os) compuesto(s) de la invención,
o una sal del mismo aceptable farmacéuticamente, y del 99% al 1% en
peso de un excipiente farmacéutico adecuado. Preferiblemente, la
composición será aproximadamente 5% a 75% en peso de un(os)
compuesto(s) de la invención, o una sal del mismo aceptable
farmacéuticamente, siendo el resto excipientes farmacéuticos
adecuados.
Los compuestos de la invención, o sus sales
aceptables farmacéuticamente, pueden formularse también en un
supositorio usando, por ejemplo, de alrededor del 0,5% a
aproximadamente el 50% de ingrediente activo dispuesto en un
vehículo que se disuelva lentamente en el cuerpo, por ejemplo,
polioxietilenglicoles y polietilenglicoles (PEG), por ejemplo, PEG
1000 (96%) y PEG 4000 (4%).
La vía preferida de administración es
parenteralmente, por ejemplo, por inyección. La inyección puede ser
subcutánea, intravenosa o intramuscular. Estos análogos se
administran en cantidades eficaces farmacéuticamente y a menudo
como sales aceptables farmacéuticamente, tales como sales de adición
de ácido. Tales sales pueden incluir, por ejemplo, hidrocloruro,
hidrobromuro, fosfato, sulfato, acetato, benzoato, malato, citrato,
glicina, glutamato y aspartato, entre otras. Véase Goodman &
Gilman's, The Pharmacological Basis of Therapeutics, 8ª ed.,
Pergamon Press, 1985, que se incorpora aquí como referencia. Las
composiciones administrables farmacéuticamente, líquidas, pueden
prepararse, por ejemplo, disolviendo, dispersando, etc.,
un(os) compuesto(s) de la invención (de alrededor del
0,5% a aproximadamente el 20%), o una sal del mismo aceptable
farmacéuticamente, y coadyuvantes farmacéuticos opcionales en un
vehículo, tal como, por ejemplo, agua, solución salina, dextrosa
acuosa, glicerol, etanol y similares, para formar por ello una
solución o suspensión.
Si se desea, una composición farmacéutica de la
invención puede contener también pequeñas cantidades de sustancias
auxiliares tales como agentes humectantes o emulsionantes, agentes
de tamponación del pH, antioxidantes y similares, tales como, por
ejemplo, ácido cítrico, monolaurato de sorbitán, oleato de
trietanolamina, hidroxitolueno butilado, etc.
Los métodos reales de preparación de tales
formas de dosificación son conocidos, o serán evidentes, para los
expertos en esta técnica; por ejemplo, véase Remington's
Pharmaceutical Sciences, 18ª Ed., (Mack Publishing Company,
Easton, Pennsylvania, 1990), que se incorpora aquí como referencia.
La composición a administrar contendrá en cualquier caso una
cantidad eficaz terapéuticamente de un compuesto de la invención, o
una sal del mismo aceptable farmacéuticamente, para el tratamiento
de un estado de enfermedad aliviado por la reducción de los niveles
en plasma de Lp(a) o por la inhibición de la generación de
apo(a) según las enseñanzas de esta invención.
El medicamento fabricado según la invención
comprende una cantidad eficaz terapéuticamente de trombomodulina
que variará dependiendo de una variedad de factores que incluyen la
actividad del compuesto específico empleado, la estabilidad
metabólica y la duración de acción del compuesto, la edad, el peso
corporal, la salud general, el sexo, la dieta, el modo y el tiempo
de administración, la proporción de excreción, la combinación de
fármacos, la gravedad de los estados de enfermedad particulares y
la terapia que recibe el hospedante. Generalmente, estos
medicamentos pueden administrarse a mamíferos para uso veterinario,
tal como con animales domésticos, y para uso clínico en seres
humanos de una manera similar a otros agentes terapéuticos, es
decir, en un vehículo aceptable fisiológicamente. En general, la
dosificación de administración para el análogo de TM variará desde
alrededor de al menos 0,0002, más usualmente 0,02, y menos de 5.000,
usualmente menos de 2.000, más usualmente menos de 500 \mug/kg,
habitualmente de 0,02 a 2.000 \mug/kg y más habitualmente de 0,02
a 500 \mug/kg de peso corporal del hospedante. Estas
dosificaciones pueden administrarse por infusión constante durante
un período extenso de tiempo, hasta alcanzar un nivel en circulación
deseado, o preferiblemente como una inyección de bolus. Las
dosificaciones óptimas para un paciente particular pueden
determinarse rutinariamente por un experto ordinario en la
técnica.
Sin elaboración adicional, se cree que un
experto en la técnica puede, usando la descripción precedente,
utilizar la presente invención en su más amplia extensión. Las
siguientes realizaciones específicas preferidas han de
interpretarse por tanto como meramente ilustrativas y no limitativas
del resto de la descripción en modo alguno.
En lo anterior y en los siguientes ejemplos
todas las temperaturas se indican sin corregir en grados Celsius,
y, salvo indicación en contrario, todas las partes y porcentajes son
en peso.
Aunque la presente invención se ha descrito con
referencia a sus realizaciones específicas, debe entenderse por los
expertos en la técnica que pueden hacerse diversos cambios y pueden
sustituirse por equivalentes sin alejarse del espíritu y alcance
verdaderos de la invención. Además, pueden hacerse muchas
modificaciones para adaptar al objetivo, espíritu y alcance de la
presente invención una situación, material, composición material,
procedimiento y etapa o etapas del procedimiento particulares. Se
pretende que la totalidad de tales modificaciones estén dentro del
alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Animales: Se alojan ratas hembras adultas
Sprague-Dawley (Charles River, NY) que pesan
270-325 g en un ciclo de
luz-oscuridad de 12 horas y se les alimenta con
comida para roedores ad libitum y se les da agua de grifo
para beber. Todos los experimentos con animales se realizan en la
Animal Care Facility, bajo las líneas de guía NIH para estudios con
animales. Sólo se usan animales con buena salud. Una semana antes de
los procedimientos quirúrgicos, se conducen los animales en base
diaria para adaptarlos a mediciones de la escala de valoración
locomotora en campo abierto.
Procedimientos neuroquirúrgicos: Se
anestesian los animales con una inyección intraperitoneal de
cetamina (80 mg/kg) y xilazina (5 mg/kg). El lugar de la herida se
prepara para SCI por contusión usando el impactor NYU afeitando y
esterilizando el área de la incisión sobre el área torácica inferior
dorsal según el método MASCIS como se ha descrito (Gruner, J.A.
J. Neurotrauma (1992), 9: 123-6; Basso et
al., J. Neurotrauma (1996), 13:
343-59).
Antes de la lesión, se comprueba la tensión
sanguínea, se recoge sangre arterial para mediciones de gas y se
registra la temperatura rectal.
Contusión: La contusión de la médula
espinal se realiza usando el método de caída de peso con contusión
controlada con un impactor NYU, usando el método descrito antes
(Gruner, J.A., J. Neurotrauma (1992), 9:
123-126; Yong et al., J. Neurotrauma
(1998) 15: 459-472).
Procedimientos
post-lesión: Durante las 48 horas después de la
lesión, se da el tratamiento, se recogen datos y se recogen
muestras de sangre/orina. Aproximadamente un tercio de las ratas se
someten a eutanasia a las 48 horas tras la lesión para determinar
el volumen de lesión aguda. El resto se mantiene durante 14 a 28
días tras la lesión para permitir hacer determinaciones de la
función motora (LRS/BBB).
Tratamiento con Solulin®: Una hora
después de la lesión, se da i.p. una inyección simple de 70 \mug
de Solulin® disueltos en 200 \mul de solución salina normal a un
grupo de tres ratas. Los animales testigo vehículo, que habían
experimentado lesión completa como el grupo de tratamiento,
recibieron sólo solución salina. En algunos experimentos, se da
i.p. una segunda dosis de 70 \mug de Solulin® disueltos en 200
\mul de solución salina normal 24 h después de que los animales
testigo de impacto (lesionados simuladamente) experimentaran todas
las manipulaciones quirúrgicas, incluyendo laminectomía, con la
excepción de lesión por caída de peso.
Medición de aPTT: Se recoge sangre para
niveles de tiempo de tromboplastina parcial activada (aPTT) a las
3, 6, 12, 24 y 72 horas tras la SCI. Se extrae la sangre de la vena
de la cola usando una jeringa de tuberculina de 1 ml, extrayendo
aproximadamente 1 ml de sangre en tubos con ácido cítrico
premedidos. La sangre se centrifuga inmediatamente, se separa el
plasma y se congela a -70º hasta poder medir los niveles de aPTT
(Salem et al., J. Biol. Chem. (1984), 259L
12246-12251). Las mediciones de los niveles de aPTT
demuestran que la actividad de trombomodulina es detectable durante
al menos 24 horas post inyección.
Se utilizaron al menos tres experimentos
separados con tres ratas por grupo de animales tratados con Solulin®
y testigo vehículo.
Evaluación del daño neurológico: Las
mediciones de la escala de valoración locomotora en campo
abierto
(LRS/BBB) (Basso et al., J. Neurotrauma (1996) 13: 343-59 Basso et al., Exp. Neurol. (1996) 139: 244-256) se realizaron por 3 observadores a ciegas separados durante un período de 24 días tras la SCI. Se registran los resultados y se introducen en un programa de software desarrollado para la LRS y se analizan.
(LRS/BBB) (Basso et al., J. Neurotrauma (1996) 13: 343-59 Basso et al., Exp. Neurol. (1996) 139: 244-256) se realizaron por 3 observadores a ciegas separados durante un período de 24 días tras la SCI. Se registran los resultados y se introducen en un programa de software desarrollado para la LRS y se analizan.
Se embeben muestras de médula espinal fijadas y
se seccionan longitudinal y horizontalmente para evaluar y medir el
área del lugar de la lesión en la lesión y en segmentos adyacentes
con hematoxilina y eosina (H & E), tionina y otros colorantes.
Véase Figura 3. (Bethea et al., J. Neurotrauma (1999),
16: 851-63).
La Figura 4 muestra un análisis del volumen de
lesión e indica que se encontró una reducción significativa
estadísticamente del volumen de lesión con tratamiento con
Solulin®.
<110> Festoff, Barry W.
\hskip1cmMorse, Michael J.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Análogos de trombomodulina de uso en
recuperación de lesión de la médula espinal
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> 51980AUSM1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> 60/229,714
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
2000-08-31
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn versión 3.1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 3466
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (151)..(1875)
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<221> mat_pétido
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (2005)..()
\vskip0.400000\baselineskip
<223>
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 575
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (6)
1. El uso de una cantidad eficaz
terapéuticamente de un análogo de trombomodulina recombinante,
soluble, que es resistente a oxidación y en el que la metionina en
posición 388 se ha sustituido por una leucina, en el que el análogo
está numerado según la trombomodulina nativa SEQ ID NO: 2, para la
fabricación de un medicamento para el tratamiento de lesiones de la
médula espinal.
2. El uso de la reivindicación 1ª, en el que el
análogo de trombomodulina está modificado en los residuos de azúcar
del dominio de glicosilación O-enlazado de la
trombomodulina nativa SEQ ID NO: 2.
3. El uso de las reivindicaciones 1ª o 2ª, en el
que el análogo de trombomodulina está modificado de tal modo que el
dominio de glicosilación O-enlazado no tiene sulfato
de condroitina.
4. El uso de una de las reivindicaciones
precedentes, en el que el análogo se ha hecho resistente a división
por proteasa.
5. El uso de una de las reivindicaciones
precedentes, en el que el análogo de trombomodulina (Solulin®) tiene
la secuencia de aminoácidos de la trombomodulina nativa (SEQ ID NO:
2) modificada en las siguientes posiciones:
separación de los aminoácidos
1-3
M388L
R456G
H457Q
S474A y
terminación en P490.
6. El uso de una de las reivindicaciones
precedentes, en el que el mamífero es un ser humano.
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