ES2334505T3 - Uso de antagonistas o-atp o bbg de p2x7 para el tratamiento de la fase neurodegenerativa de la esclerosis multiple. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se relaciona con el tratamiento de las enfermedades desmielinizantes y autoinmunes, muy en especial con el tratamiento de la esclerosis múltiple. El tratamiento consiste en la administración de sustancias antagonistas de los receptores purinérgicos P2X lo que produce una remisión de los síntomas propios de este tipo de enfermedades. Esto se demostró tanto en modelos celulares in vitro, como en modelos animales.
Description
Uso de antagonistas o-ATP o BBG
de P2x7 para el tratamiento de la fase neurodegenerativa de la
esclerosis múltiple.
La presente invención se relaciona con el campo
de la esclerosis múltiple, así como con el empleo de sustancias
antagonistas de los receptores P2X7, presentes en los
oligodendrocitos, para el tratamiento de las enfermedades
mencionadas anteriormente, y con composiciones que pueden contener
dichos antagonistas.
La esclerosis múltiple (EM) es la enfermedad
desmielinizante más frecuente del sistema nervioso central. Afecta
a un millón y medio de personas en el mundo, y sus síntomas aparecen
generalmente en adultos jóvenes, por lo que sus consecuencias a
nivel personal y socioeconómico son muy graves.
Se piensa que la susceptibilidad a la EM se debe
a factores genéticos y ambientales desconocidos. La prevalencia de
la enfermedad se sitúa entre 50 a 100 personas por cada 100.000
habitantes en las regiones de alto riesgo, que se localizan
principalmente en las zonas septentrionales del hemisferio norte, en
Europa y América. El riesgo a padecer EM aumenta
10-20 veces en parientes de pacientes de primer
grado, y la concordancia entre gemelos monocigóticos (idénticos
genéticamente) se eleva hasta el 30%-50%,mientras que gemelos
dicigóticos sólo alcanza el 2%-5%. La susceptibilidad genética no
está caracterizada. Hasta el momento se tienen evidencias de que
puede residir en algún polimorfismo de los genes que codifican
antígenos leucocitarios humanos (HLA), glicoproteína
oligodendrocítica de la mielina (MOG) y otros genes de los
cromosomas 10 y 15.
Existe un consenso entre los investigadores de
la EM según el cual la enfermedad tiene dos fases, una inicial
inflamatoria, de naturaleza autoinmune, y otra secundaria,
neurodegenerativa progresiva. En la primera, las células T
activadas atraviesan la barrera hematoencefálica, y una vez dentro
del Sistema Nervioso Central liberan citoquinas proinflamatorias
que desencadenan una cascada inmunológica que termina en la
destrucción de la mielina y muerte de los oligodendrocitos. El
conocimiento con un cierto detalle del proceso autoinmune ha
servido para desarrollar agentes de naturaleza inmunomoduladora cuya
eficacia terapéutica es muy modesta. Sin embargo, no se ha creado
ningún medicamento que retrase o detenga el avance de la fase
neurodegenerativa de la enfermedad que cursa con deterioro
neurológico progresivo e invalidez, y que se caracteriza por la
aparición de lesiones desmielinizantes graves en la sustancia
blanca con pérdida masiva de oligodendrocitos, atrofia y daño
axonal severo. Hasta ahora se han descrito diversas dianas para la
intervención durante la fase inflamatoria de la esclerosis múltiple
(Zamvil y Steinman, 2003, Neuron 38, 685-688). Entre
ellas se encuentran las que se dirigen a reducir la inflamación del
sistema nervioso iniciada por la activación de células T específicas
de mielina, que promueven la autoinmunidad en particular contra
componentes de la mielina, penetran en el tejido nervioso central y
liberan en él citoquinas proinflamatorias tales como el
interferón-\gamma y el factor de la necrosis
tumoral-\alpha. El inmunomodulador
interferón-\beta, aprobado para el tratamiento de
la esclerosis múltiple remitente-recurrente,
previene también las interacciones celulares que llevan a la
penetración de las células T activadas a través del endotelio
vascular. Otros tratamientos en fase de ensayo clínico están
dirigidos a neutralizar la actividad de las citoquinas
pro-inflamatorias y/o a potenciar las
anti-inflamatiorias. Un estudio reciente (Youssef y
col., 2002, Nature 420, 78-84) ha puesto de
manifiesto que el medicamento atorvastatina, empleado en el
tratamiento de la hipercolesterolemia, es también un potente
inmunomodulador que previene o invierte la EAE crónica mediante la
potenciación de la secreción de citoquinas antiinflamatorias y la
inhibición de la producción de citoquinas proinflamatorias. Los
receptores purinérgicos son un tipo de receptores de membrana
activados por purinas extracelulares tales como ADP y ATP y que
median diversos efectos biológicos, tales como la modulación de la
actividad neuronal, la liberación de neurotransmisores, la
glucogenolisis, la contractilidad de la pared vascular o
determinados procesos inmunológicos etc. Los receptores
purinérgicos se clasifican en dos grandes grupos denominados P1,
cuya activación esta mediada por adenosina, y P2 cuyos ligandos
endógenos son las purinas ATP y ADP y las pirimidinas UTP y UDP. Los
receptores P1 transducen la señal al interior de la célula a través
de proteínas G y de acuerdo con sus propiedades moleculares,
bioquímicas y farmacológicas se subdividen en cuatro grupos: A1,
A2A, A2B y A3. Por su parte, los P2 se dividen en ionotrópicos
(P2X) y metabotrópicos (P2Y) (Barnard y col., 1997; Ralevic
y Burnstock, 1998).
y Burnstock, 1998).
En los últimos años se ha puesto de manifiesto
que los receptores purinérgicos además de participar en señales
propias de la neurotransmisión, también median efectos sobre las
células gliales (Rathbone y col., 1999). De hecho, la expresión de
receptores purinérgicos en el sistema nervioso central no está
limitada solamente a neuronas, sino que afecta también a la glía
(Dunn y col., 2001; Franke y col., 2001a; Stevens y col., 2002). En
particular, la señalización purinérgica en los astrocitos y la
microglía sirve como un medio de comunicación
glía-glía y glía-neurona (Fields y
Stevens, 2000). Además, algunos estudios muy recientes señalan la
presencia de receptores funcionales en oligodendrocitos in
vitro (Stevens y col., 2002), que apuntan a una participación
relevante en las funciones propias de este tipo celular. En
particular, Stevens y col (2002) muestran que la adenosina liberada
desde los axones como consecuencia de la actividad eléctrica, inhibe
la proliferación de los precursores oligodendrogliales, estimula su
diferenciación y promueve la formación de mielina.
\newpage
La señalización a través de receptores
purinérgicos tiene también importancia en la viabilidad celular en
respuesta a procesos patológicos cerebrales (revisado en Abbracchio
y Burnstock, 1998). Así, están implicados en la respuesta gliótica
al daño nervioso (Franke y col., 2001b; James y Butt, 2001), y en la
respuesta reparadora del sistema nervioso central mediante la
producción de factores tróficos en astrocitos (Ciccarelli y col.,
2001). A su vez, la presencia de ectonucleotidasas que degradan el
ATP hasta adenosina constituye un elemento neuroprotector en la
isquemia (Braun y col., 1998), mientras que el ATP produce muerte de
células gliales (Honda y Kohsaka, 2001).
El conocimiento sobre la implicación del sistema
purinérgico en la esclerosis múltiple es muy escaso. Esa
información indica que hay alteraciones en la actividad de la
5'-nucleotidasa, el enzima que degrada ATP hasta
adenosina. Esta actividad es más elevada en monocitos sanguíneos de
pacientes con esclerosis múltiple cultivados durante varios días
(Armstrong y col., 1988). Por su parte, las regiones del sistema
nervioso central en las que se producen lesiones propias de la
esclerosis múltiple tienen una actividad nucleotidasa más baja
(Ansari y col., 1978), lo que puede producir concentraciones más
elevadas de ATP extracelular y mayor activación de los receptores
purinér-
gicos P2.
gicos P2.
Lo novedoso de la presente invención se basa en
el descubrimiento por parte de los inventores de que la
administración de una determinada cantidad de algún antagonista de
receptores P2X7, seleccionado de BBG ó ATP oxidado (en lo sucesivo
en este documento o-ATP), un inhibidor selectivo de
los receptores P2X7, produce una remisión de los síntomas de la
enfermedad.
\vskip1.000000\baselineskip
El problema a resolver por la presente invención
es proporcionar una serie de compuestos para el tratamiento de la
fase neurodegenerativa de la esclerosis múltiple.
La solución presentada en este documento se basa
en la capacidad que poseen los receptores purinérgicos P2X7 de
frenar el desarrollo de las enfermedades mencionadas anteriormente
tanto en ensayos in vitro como in vivo. La invención
se ilustra en el ejemplo en el que se describen los ensayos llevados
a cabo por los inventores en los que, por un lado, se pone de
manifiesto que los oligodendrocitos en cultivo expresan los
receptores P2X7 en su superficie y, por otro, que la activación de
los mismos con ATP produce un aumento del calcio citosólico y, si
el estímulo es prolongado, produce finalmente la muerte de las
células. Asimismo, se describen ensayos en los que se demuestra en
modelos in vivo e in vitro de esclerosis múltiple, que
el tratamiento con antagonistas de receptores purinérgicos P2X7
frena el desarrollo de la enfermedad.
Por lo tanto, un aspecto de la invención se
refiere al uso de antagonistas de receptores P2X7, seleccionados de
BBG ó o-ATP para el tratamiento de la fase
degenerativa de la esclerosis múltiple.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra las propiedades
electrofisiológicas de los receptores P2X en oligodendrocitos en
cultivo. La activación de los receptores mencionados anteriormente
produce una corriente de entrada que puede aumentarse en ausencia
de iones divalentes. Las curvas de repuesta a la dosis del antígeno
natural endógeno, ATP, y de análogos del mismo, tales como BzATP,
indican que las propiedades de las respuestas se asemejan a las de
los receptores P2X7 recombinantes expresados en sistemas
heterólogos.
La figura 2 pone de manifiesto que, tanto el ATP
como el BzATP producen un elevado incremento en la concentración de
calcio intracelular que se evita en presencia de PPADS, un
antagonista de P2X y P2Y de amplio espectro, y también eliminando
el calcio del medio extracelular. Además, se observa que las
respuestas aumentan con propofol y se inhiben con
o-ATP, un antagonista selectivo de los receptores
P2X7.
La figura 3 demuestra que la aplicación durante
15 minutos de ATP o BzATP causa la muerte de los oligodendrocitos
en cultivo. La muerte es dependiente de calcio, pues su eliminación
del medio de cultivo hace que no se produzca. El antagonista de
amplio espectro PPADS es capaz de prevenirla si se aplica a la vez
que los agonistas.
La figura 4 demuestra que la muerte
oligodendroglial por ATP se puede prevenir mediante el antagonista
selectivo de P2X7, o-ATP.
La figura 5 muestra la expresión in situ
de receptores P2X en oligodendrocitos del nervio óptico mediante
técnicas inmunohistoquímicas utilizando anticuerpos específicos. Se
observa que los receptores P2X2, P2X4 y P2X7 (verde) son muy
abundantes en oligodendrocitos (rojo) del nervio óptico. El color
amarillo indica el solapamiento de ambos colores, por lo que los
receptores mencionados anteriormente se expresan abundantemente en
oligodendrocitos. Del mismo modo, queda claro que estos no se
expresan demasiado en astrocitos.
La figura 6 muestra cómo la infusión lenta (1
\mul/hora) de BzATP (100 mM) produce lesiones en el nervio óptico,
en las que se aprecia daño tisular con astrogliosis y microgliosis,
así como la desaparición de mielina en el área dañada y rotura de
los axones.
\newpage
La figura 7 pone de manifiesto que las ratas a
las cuales se induce EAE tienen graves síntomas neurológicos que
incluyen parálisis de las extremidades e incluso la muerte. Sin
embargo, el tratamiento previo a la aparición de los síntomas con
o-ATP produce la desaparición virtual de los
síntomas.
La figura 8 demuestra cómo, doce días después de
la inducción de la EAE, la administración de o-ATP
hace desaparecer los síntomas neurológicos causados por la
enfermedad.
La figura 9 pone de manifiesto que en la EAE los
niveles de receptores P2X2 no se alteran significativamente, sin
embargo, los de P2X7 bajan de forma drástica. Esto indica que hay
una pérdida de células que lo expresan, principalmente
oligodendrocitos.
\vskip1.000000\baselineskip
El primer aspecto de la invención se refiere al
uso de los antagonistas de los receptores purinérgicos P2X7 para el
tratamiento de la fase neurodegenerativa de la esclerosis múltiple.
La autoinmunidad requiere la activación de una cascada precisa de
procesos en células del sistema inmune. Una parte de esas células,
los macrófagos y los linfocitos, expresa receptores P2X1, P2X2,
P2X5 y P2X7, y la activación de este último produce la liberación
de citoquinas proinflamatorias tales como el factor de necrosis
tumoral \alpha (TNF-\alpha) e
IL-1\beta así como apoptosis por mecanismos que
todavía no están caracterizados (Burnstock, 2002, Arteriorscler
Thromb Vasc Biol. 22, 364-373). Sin embargo, las
funciones precisas que median los receptores P2X en el sistema
inmune todavía no se conocen bien. Es esta expresión de receptores
P2X en células del sistema inmune la que hace adecuado el uso de
los antagonistas de receptores P2X para el tratamiento de las
enfermedades autoinmunes.
Entre los antagonistas de los receptores P2X
existen algunos denominados de amplio espectro debido a que son
capaces de unirse a varios de los receptores de la familia P2X,
aunque con diferente afinidad por cada uno de ellos; y otros que
son selectivos para un grupo de receptores de la familia P2X.
Las siguientes fórmulas representan algunos de
estos antagonistas de amplio espectro de los receptores P2X.
Únicamente los compuestos de fórmula VII y IX forman parte de ésta
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Las siguientes fórmulas representan los
antagonistas selectivos de los receptores P2X:
\vskip1.000000\baselineskip
Los compuestos anteriormente representados por
sus fórmulas estructurales son:
- \blacksquare
- PPADS (sal tetrasódica del ácido piridoxalfosfato-6-azofenil-2',4'-disulfónico) (I)
- \blacksquare
- iso-PPADS (sal tetrasódica del ácido piridoxalfosfato-6-azofenil-1',4'-disulfónico) (II)
- \blacksquare
- Suramin (sal hexasódica del ácido 8,8'-[carbonilbis[imino-3, 1-fenilencarbonilimino(4-metil-3,1-feni- len)carbonilimino]]bisnaftaleno-1,3,5-trisulfónico (III)
- \blacksquare
- Evans Blue (sal tetrasódica del ácido 6,6'-[(3,3'-Dimetil[1,1'-bifenil]-4,4'-diil)bis[4-amino-5-hidroxi-1,3-naftalendisulfónico]) (IV)
- \blacksquare
- NF023 (sal hexasódica del ácido 8,8'-[carbonilbis[imino-3,1-fenilencarbonilimino]bis-1,3,5-naftalen-trisulfónico) (V)
- \blacksquare
- NF279 (sal hexasódica del ácido 8,8'-[carbonilbis(imino-4,1-fenilencarbonilimino-4,1-fenilencarbonilimino))bis-1,3,5-naftalentrisulfónico)] (VI)
- \blacksquare
- CBB-G (azul brillante de Coomassie G)(VII)
- \blacksquare
- NF449 (sal octasódica del ácido 4,4',4'',4'''-(carbonilbis(imino-5,1,3-bencenotriil-bis(carbonilimino)))te- trakis-benceno-1,3-disulfónico) (VIII)
- \blacksquare
- o-ATP (sal sódica de Adenosina 5-trifosfato, oxidada con periodato) (IX)
- \blacksquare
- KN-62 (éster del ácido 4-[(2S)-2-[(5-isoquinolinilsulfonil)metilamino]-3-oxo-3-(4-fenil-1-piperacinil)propil]fenil isoquinolinsulfónico) (X)
- \blacksquare
- PPNDS (sal tetrasódica de piridoxal-5-fosfato-6-(2'-naftilazo-6'-nitro-4',8'-disulfonato) (XI)
- \blacksquare
- RB2 ácido 1-Amino-4-[[4-[[4-cloro-6-[[3 (ó 4)-sulfofenil]amino]-1,3,5-triacin-2-il]amino]-3-sulfofenil]amino}-9,10-dihidro-9,10-dioxo-2-antracensulfónico) (XII).
\vskip1.000000\baselineskip
Además de los anteriormente mencionados existen
otros antagonistas de amplio espectro tales como MRS2220
(piridoxina-\alpha4,5-monofosfato-6-azo-fenil-2',5'-disulfonato
ciclico), Ip51 (sal pentapotásica de
P^{1},P^{5}-Diinosina-5-pentafosfato)
o TNP-ATP (sal monolitio de
2',3'-O-2,4,6-trinitrofeniladenosina
5'-trifosfato), asi como selectivos tales como, por
ejemplo, HMA (5-(N,N hexametilen) amilorida).
En la tabla 1 aparecen representados los
CI_{50} de algunos de los compuestos anteriores en relación con
los diferentes subgrupos de receptores P2X.
\newpage
En una realización preferida, uno de los
antagonistas mencionados anteriormente es un antagonista selectivo
de los receptores P2X7, el o-ATP. En los ensayos
llevados a cabo por los inventores (ver ejemplo más adelante) este
compuesto ha demostrado ser especialmente adecuado para el
tratamiento de la fase neurodegenerativa de la esclerosis múltiple
debido a la importancia relativa de la presencia de receptores P2X7
en oligodendrocitos en comparación con otros receptores P2X.
El inhibidor de amplio espectro preferido es
BBG. Una realización preferida contempla una composición
farmacéutica que contiene al menos o-ATP, un
antagonista selectivo de los receptores P2X7.
En el siguiente ejemplo se detallan los ensayos
llevados a cabo por los inventores que ilustran el fundamento de la
invención.
Ejemplo
Los cultivos celulares se realizaron a partir de
nervio óptico de rata perinatal (P12) siguiendo protocolos
establecidos, que se adaptaron e introdujeron en el laboratorio de
acuerdo con una descripción reciente (Matute y col, 1997, Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 94, 8830-8835).
Los registros electrofisiológicos se realizaron
en cultivos de 2 a 5 días, y siguiendo las pautas indicadas en
trabajos previos (Patneau y col, 1994, Neuron12:
357-371). Las células se registraron en una cámara
que permite variar la composición del medio extracelular a través
de un flujo constante (0,5-1 ml/min). Los electrodos
de registro eran capilares de vidrio que contenían soluciones
específicas compatibles con las concentraciones iónicas
citoplasmáticas. El estudio de las respuestas mediadas por los
receptores purinérgicos se realizó mediante la técnica de
"pinzamiento zonal de la célula entera"
("whole-cell patch-clamp"),
midiendo las corrientes generadas por la aplicación externa de
agonistas y antagonistas selectivos de los receptores mencionados
anteriormente.
La concentración de calcio citosólico se
determinó mediante el método de Grynkiewikcz y col. (1985; J. Biol.
Chem. 260, 3440-3450). Los oligodendrocitos se
cargaron con 5 mM de Fura-2/AM, y a continuación se
lavaron y se estudiaron en un microscopio invertido Zeiss equipado
con un monocromador, objetivo 40x de inmersión, una cámara digital
de alta resolución Orca, y un software AquaCosmos (Hamamatsu
Photonics). Se ensayaron los cambios en los niveles de calcio
citosólico en respuesta a agonistas y antagonistas, en presencia y
ausencia de calcio extracelular. La calibración se realizó al final
de los ensayos mediante la aplicación sucesiva de ionomicina y
EGTA, y la concentración de calcio se calculó usando las mediciones
de la relación 340/380 nm.
Se aislaron nervios de ratas adultas jóvenes, y
se perfundieron durante 30 min en líquido cefalorraquídeo
artificial (LCRa) saturado en oxígeno mediante burbujeo con oxígeno
al 95% y CO2 al 5%, en condiciones comparables a las descritas para
oligodendrocitos en cultivo (Fern y Moller, 2000, J. Neurosci. 20:
34-42). A continuación, se incubaron con agonistas
y antagonistas purinérgicos durante diversos tiempos.
Posteriormente, los nervios se perfundieron durante 1 a 24 horas
con LCRa normal saturado de oxígeno. Transcurrido ese tiempo se
evaluó el daño histológicamente tal y como se ha descrito in
vivo (Matute, 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:
10229-10234), y se analizaron los cambios
bioquímicos causantes de dicho daño.
Se emplearon anticuerpos comerciales para el
estudio de la presencia de marcadores del linaje oligodendroglial,
componentes de la mielina, astrocitos y microglía. Las técnicas
incluyeron la inmunocitoquímica, inmunohistoquímica e
inmunotransferencia (transferencia de Western), todas ellas
descritas con detalle (véase por ejemplo, Domercq y col, 1999, Eur.
J. Neurosci. 11, 2226-2236).
Los experimentos en el nervio óptico se
realizaron en conejos (New Zealand White) que, por su tamaño,
permiten una mejor manipulación quirúrgica experimental. El
procedimiento empleado fue el descrito previamente (Matute, 1998,
Proc. Natl. Acad. Sci. 95, 10229-10234). Los
agonistas purinérgicos se aplicaron mediante el empleo de micro
bombas osmóticas que liberan cantidades pequeñas de soluto durante
un tiempo determinado. Posteriormente, se evaluó el efecto de dicha
aplicación sobre el nervio con un panel de marcadores de
oligodendrocitos y sus progenitores, mielina, integridad axonal,
astrogliosis y microgliosis.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Se emplearon ratas Lewis que se inmunizaron
subcutáneamente con proteína básica de la mielina inyectada en las
patas traseras (100 microgramos/animal en 100 microlitros) y
adyuvante de Freund con 5.5 mg/ml de Micobacterium tuberculosis
H37Ra. La médula espinal se extrajo cuando los animales tenían los
síntomas de la enfermedad (12-14 días tras la
inmunización) y se analizó la expresión de los receptores
purinérgicos usando técnicas inmunoquímicas (inmunotransferencia e
inmunohistoquímica).
El ATP (1 mM) induce una corriente de entrada
que no desensibiliza en la mayoría de oligodendrocitos examinados
(77,3 \pm 7,9%; n= 47; Fig. 1a). El análogo del ATP,
2',3'-O-(4-benzoil-4-benzoil)
(BzATP, 100 \muM), que es un agonista P2X de amplio espectro pero
con una afinidad más alta para el receptor P2X7 (Ralevic &
Burnstock, 1998), indujo también respuestas similares (Fig. 1a). Por
otro lado,
\alpha,\beta-metilen-ATP
(\alpha,\beta-Me-ATP, 100
\muM), un agonista selectivo de receptores P2X1, P2X3 y
heterómeros P2X2/3, no generó corrientes en oligodendrocitos. Se
observó que la amplitud de las corrientes generadas por ATP y BzATP
depende de la concentración del agonista correspondiente (Fig. 1a)
(CE_{50}= 8,77 mM y 0,52 mM respectivamente). Así mismo, se pudo
constatar que la ausencia de Mg^{2+} y Ca^{2+}, que
incremen-
ta la concentración de ATP^{4-}, la forma activa de los receptores P2X, potencia las respuestas en 4-10 veces (Fig. 1a).
ta la concentración de ATP^{4-}, la forma activa de los receptores P2X, potencia las respuestas en 4-10 veces (Fig. 1a).
El antagonista de amplio espectro PPADS (100
\muM), por su parte, bloqueó completamente las corrientes
inducidas por ATP (Fig. 1). A su vez, el ATP oxidado
(o-ATP), un antagonista preferentemente de los
receptores P2X7, bloquea parcialmente las corrientes de ATP. A su
vez, el Cu^{2+} (1 mM) que es un inhibidor selectivo de los
receptores P2X7 (Virginio y col,. 1997), reduce las corrientes de
ATP, mientras que el propofol (60 \muM), un potenciador de los
receptores P2X4, no altera dichas corrientes. Estos resultados
indican que los receptores P2X presentes en oligodendrocitos tienen
propiedades electrofisiológicas compatibles con un predominio de la
subunidad P2X7.
Se monitorizó [Ca^{2+}]_{i} tras
aplicar ATP y BzATP con objeto de caracterizar los efectos de la
activación de los receptores P2X en oligodendrocitos. Estas células
responden a ATP (10 \muM) con un incremento rápido en
[Ca^{2+}]_{i} citosólico basal (250 \pm 65 nM) a 1200
\pm 468 nM (Fig. 2a). Estas respuestas se reprimen en presencia de
PPADS (50 \muM) y en ausencia de Ca^{2+} en la solución de
incubación. Estos resultados indican que los aumentos de
[Ca^{2+}]_{i} se deben a la entrada de Ca^{2+} a través
de la membrana plasmática y no se deben a la liberación de sus
depósitos intracelulares.
El Bz-ATP
(0,01-1 mM) también activa la entrada de Ca^{2+}
en oligodendrocitos de forma dosis dependiente (Fig. 2b, d). Este
efecto desaparece en ausencia de Ca^{2+} extracelular y se bloquea
con PPADS (Fig. 2b, d). Estos resultados sugieren que los
receptores P2X que contienen la subunidad P2X7 son los principales
mediadores de la respuesta a ATP. De acuerdo con esta idea, el
o-ATP (1 mM) antagonista selectivo de P2X7
(Fernández y col, 2001), reduce un 63 \pm 8 el incremento de
[Ca^{2+}]_{i} inducido por Bz-ATP (Fig.
2d, e). Por su parte, el propofol (60 \muM), que desencadena las
respuestas mediadas por P2X4 (Tomioka y col, 2000), promueve el
incremento de [Ca^{2+}]_{i} generado por ATP 0,1 y 1 mM
un 60% \pm 22 y 77% \pm 34 respectivamente (Fig. 2c, d). Por lo
tanto, los receptores nativos P2X que contienen P2X4 también
contribuyen a la entrada de Ca^{2+} inducida por ATP en
oligodendrocitos.
A todas las concentraciones de ATP
(0,01-1 mM) ensayadas, se produjo la muerte de un
15-27% de oligodendrocitos que se inhibe en
presencia de PPADS 50 \muM y tras eliminar el Ca^{2+} del medio
de cultivo (Fig. 3a). Del mismo modo el agonista
Bz-ATP causó una toxicidad similar al ATP (Fig. 3b).
Otros agonistas purinérgicos tales como
ATP-\gamma-S, que es un análogo
más estable que el ATP, y \alpha,\beta,-meATP, son también
tóxicos para los oligodendrocitos, lo que excluye la posibilidad de
que los metabolitos del ATP pudieran ser los agentes causantes de
la toxicidad tras activar receptores distintos a los P2X. En su
conjunto, los ensayos de toxicidad muestran que los
oligodendrocitos son vulnerables a la activación de los receptores
P2X por ATP y sus análogos.
El análisis de la expresión de receptores P2X
mediante inmunohistoquímica con anticuerpos específicos en cultivos
de oligodendrocitos diferenciados (GalC^{+}/MBP^{+}) puso de
manifiesto que estas células tienen principalmente las subunidades
P2X2, P2X4 y P2X7 (véase la Tabla 2).
Este perfil de expresión concuerda con las
propiedades electrofisiológicas y características de toxicidad
observadas en estos cultivos. Además, el patrón de las subunidades
observado in vitro también se corresponde con el observado
in situ en el nervio óptico (Tabla 3) por medio de doble
marcado de las subunidades y anticuerpos específicos del linaje
oligodendroglial y astroglial (Fig.5).
\global\parskip1.000000\baselineskip
Estos resultados inmunohistoquímicos se
confirmaron mediante transferencia de Western
(inmunotransferencia).
Para determinar si el ATP es tóxico para los
oligodendrocitos en una preparación de tejido nervioso sin
disociación, se prefundieron nervios ópticos enteros aislados de
ratas adultas con líquido cefalorraquídeo artificial con ATP (100
\muM) durante 3 h. En estas condiciones se produjo un incremento
de > 3 veces el número de células que mostraban condensación
nuclear en comparación con los nervios de control perfundidos sin
ATP (Fig. 5). Las células dañadas se localizan en el eje
longitudinal del nervio y forman parte de hileras de
oligodendrocitos interfasciculares. La estimulación con ATP en
presencia de PPADS (10 \muM) impide la muerte de los
oligodendrocitos.
A continuación, se infundieron los agonistas
ATP-\gamma-S y BzATP sobre el
nervio óptico in vivo mediante bombas osmóticas que liberan
cantidades de soluto muy pequeñas durante 3 días. El examen
histológico de los nervios 7 días después del inicio de la
aplicación mostró daño tisular en un área restringida próxima a la
cánula (Fig. 6). Además, dicha zona presentaba una gliosis intensa,
falta de mielina y daño axonal (Fig. 6). En su conjunto estos
resultados indican que la activación de los P2X destruye
oligodendrocitos in situ y que las lesiones in vivo
comparten propiedades propias de las placas de esclerosis
múltiple.
Se investigaron los efectos del antagonista de
amplio espectro PPADS y del más selectivo o-ATP en
el desencadenamiento y durante el transcurso de la EAE inducida por
la inmunización de ratas Lewis con proteína básica de la mielina.
Las ratas inmunizadas mostraron signos de déficits motores
aproximadamente 10 días después de la inyección, y alcanzaron un
máximo a los 14 días (Fig. 7). El tratamiento con PPADS (30 mg/kg,
dos veces al día) de 7 a 14 días después de la inyección no mejoró
los síntomas o durante el transcurso de la enfermedad. En cambio la
aplicación de o-ATP (1 y 5 mg/kg, cada 12 h) durante
el mismo periodo de tiempo redujo o impidió la aparición de los
síntomas propios de la EAE (Fig. 7).
Posteriormente, se evaluó la eficacia del
o-ATP para mejorar los síntomas de la EAE en un
modelo remitente-recurrente-crónico.
Para ello, se inmunizaron ratas DA con médula espinal singénica,
observándose la aparición de déficits neurológicos graves a los
7-9 días después de la inyección, y que alcanzaban
su primer pico aproximadamente a los 11 días. El tratamiento con
o-ATP (2,5 mg/kg, cada 12 h), una vez establecida la
intensidad máxima de los síntomas, redujo los síntomas y también
eliminó aquellos propios de la fase crónica (Fig. 8).
Con objeto de comprender el mecanismo de acción
mediante el cual el o-ATP mejora el pronóstico de la
EAE, se evaluaron los niveles del receptor P2X7 sobre el que actúa
la forma preferida de este fármaco en la médula espinal lumbosacra,
la región más afectada en esta enfermedad experimental, usando
transferencia de Western. Se descubrió que los niveles de esta
subunidad se reducían a la mitad en los animales sometidos a EAE, y
que dichos niveles retornaban a los de los controles en aquellos
animales con EAE tratada con o-ATP (Fig. 9). Estos
resultados indican que el tratamiento con o-ATP
protege de la muerte a las células que expresan P2X7, y por
consiguiente a los oligodendrocitos que son el principal tipo
celular que expresa dicha subunidad en la médula espinal.
Los resultados mostrados anteriormente ponen de
manifiesto por primera vez que los oligodendrocitos tienen
receptores P2X. Del mismo modo, se detallan las propiedades
electrofisiológicas, farmacológicas y moleculares de estos
receptores, así como su elevada permeabilidad al calcio. Esta última
propiedad hace que los oligodendrocitos sean vulnerables a los
estímulos intensos y/o prolongados mediados por estos receptores, al
igual que se ha demostrado con los receptores glutamatérgicos en
esta población celular (Matute y col, 2001, Trends Neurosci 24,
224-230). La vulnerabilidad de los oligodendrocitos
a las señales mediadas por los receptores P2X es una de las causas
del daño en el tejido nervioso que subyace a la enfermedad
experimental EAE, un modelo de esclerosis múltiple. Finalmente, el
bloqueo de los receptores P2X hasta el desencadenamiento de la
enfermedad reduce drásticamente los síntomas neurológicos en la EAE
aguda, y mejora la evolución y pronóstico en la EAE crónica una vez
establecida la sintomatología.
La invención descrita en este documento
constituye una vía para el tratamiento de la esclerosis múltiple,
una enfermedad que carece de tratamientos eficaces que ralenticen o
detengan su progresión. Las vías de intervención que han resultado
en el desarrollo de fármacos en fase de ensayos clínicos o de uso
como fármacos en el tratamiento de la esclerosis múltiple tienen
mecanismos de acción que regulan el funcionamiento del sistema
inmune. El hecho de que el bloqueo de los P2X7 pueda impedir los
síntomas de la EAE aguda, un modelo de EM que mimetiza la fase
inflamatoria/autoinmune de la enfermedad, indica que estos fármacos
pueden ser de hecho potentes agentes inmunomoduladores que pueden
impedir la autoinmunidad que desencadena la EM y otras enfermedades.
Finalmente, los antagonistas de los receptores P2X7al ser agentes
protectores de la muerte de los oligodendrocitos, la población
celular que sufre mayor daño en la EM, tienen un gran potencial
terapéutico en la fase neurodegenerativa de esta enfermedad, una
fase que se prolonga durante decenios y en la que los pacientes
sufren un deterioro progresivo que cursa con trastornos motores y
sensitivos que produce invalidez.
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Claims (1)
1. Uso del antagonista o-ATP o
BBG de los receptores purinérgicos P2x7 para la preparación de un
fármaco para el tratamiento de la fase neurodegenerativa de la
esclerosis múltiple, en animales, incluido el ser humano.
Applications Claiming Priority (2)
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