ES2336731T3 - Factor de crecimiento d derivado de plaquetas, adn codificante del mismo y sus usos. - Google Patents
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Abstract
Una molécula de ácido nucleico aislada que comprende una secuencia de polinucleótido de la Figura 1 (SEQ ID NO: 1) o Figura 3 (SEQ ID NO: 3), o una molécula de ácido nucleico hibridable con la misma en condiciones restrictivas, en la que la molécula de ácido nucleico aislada (o complemento de la misma) codifica una proteína o polipéptido que tiene la capacidad de estimular uno o más de la proliferación, diferenciación, migración, supervivencia o permeabilidad vascular de células endoteliales, pero excluyendo una molécula de ácido nucleico que consiste en la secuencia del polinucleótido: **(Ver fórmula)**
Description
Factor de crecimiento D derivado de plaquetas,
ADN codificante del mismo y sus usos.
Esta invención se refiere a factores de
crecimiento para células que expresan receptores, a un nuevo factor
de crecimiento que incluye células endoteliales, células de tejido
conjuntivo (tales como fibroblastos), miofibroblastos y células
gliales, y en particular a un nuevo factor de crecimiento de tipo
factor de crecimiento derivado de plaquetas/factor de crecimiento
endotelial vascular, una secuencia de polinucleótido que codifica el
factor, y a composiciones farmacéuticas y de diagnóstico, y a
procedimientos que lo usan o derivados del factor.
En el embrión en desarrollo, la red vascular
primaria se establece por diferenciación in situ de células
mesodérmicas en un proceso llamado vasculogénesis. Se cree que
todos los procedimientos posteriores que implican la generación de
nuevos vasos en el embrión y la neovascularización en adultos, están
gobernados por el brote o división de capilares nuevos a partir de
la vasculatura preexistente en un proceso llamado angiogénesis
(Pepper y col., Enzyme & Protein, 1996, 49,
138-162; Breier y col., Dev. Dyn. 1995, 204,
228-239; Risau, Nature, 1997 386
671-674). La angiogénesis no solo está implicada en
el desarrollo embrionario y el crecimiento, reparación y
regeneración de tejidos normales, sino que también está implicada en
el ciclo reproductor femenino, establecimiento y mantenimiento de
embarazo, y reparación de heridas y fracturas. Además de la
angiogénesis que se produce en los individuos normales, los sucesos
angiogénicos están implicados en una serie de procesos patológicos,
en particular crecimiento tumoral y metástasis, y otras afecciones
en las que la proliferación de vasos sanguíneos, en especial el
sistema microvascular, aumenta, tal como en la retinopatía
diabética, psoriasis y artropatías. La inhibición de la
angiogénesis es útil para prevenir y aliviar estos procesos
patológicos.
Por otra parte, la promoción de la angiogénesis
es deseable en situaciones en las que hay que establecer o extender
la vascularización, por ejemplo, después de trasplante de órgano o
tejido, o para estimular el establecimiento de la circulación
colateral en el tejido infartado o estenosis arterial, tal como en
la enfermedad cardiaca coronaria y tromboangeítis obliterante.
El procedimiento angiogénico es muy complejo e
implica el mantenimiento de células endoteliales en el ciclo
celular, degradación de la matriz extracelular, migración e invasión
del tejido que lo rodea y finalmente, formación del tubo. Todavía
queda mucho para entender los mecanismos moleculares que subyacen en
los procesos angiogénicos complejos.
Debido a la función crucial de la angiogénesis
en tantos procesos fisiológicos y patológicos, se han investigado
intensamente los factores implicados en el control de la
angiogénesis. Se ha mostrado que hay una serie de factores de
crecimiento implicados en la regulación de la angiogénesis; estos
incluyen los factores de crecimiento de fibroblastos (FGF), factor
de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), factor de crecimiento
transformante alfa (TGF\alpha) y factor de crecimiento de
hepatocitos (HGF). Para una revisión véase, por ejemplo, Folkman y
col., J. Biol. Chem., 1992, 267,
10931-10934.
Se ha sugerido que una familia particular de
factores de crecimiento específicos de células endoteliales, los
factores de crecimiento endoteliales vasculares (VEGF) y sus
correspondientes receptores, son los responsables principales de la
estimulación del crecimiento y diferenciación celular endotelial, y
para determinadas funciones de las células diferenciadas. Estos
factores son miembros de la familia de PDGF y parece que actúan
principalmente a través de los receptores endoteliales tirosina
quinasa (RTK).
Se han identificado 9 proteínas diferentes en la
familia de los PDGF, en particular 2 PDGF (A y B), VEGF y 6
miembros que están estrechamente relacionados con el VEGF. Los 6
miembros estrechamente relacionados con el VEGF son:
VEGF-B, descrito en la solicitud de patente
internacional PCT/US96/02957 (WO 96/26736) y patentes de EE.UU.
5.840.693 y 5.607.918 de Ludwig Institute for Cancer Research y La
universidad de Helsinki; VEGF-C, descrito en Joukov
y col., EMBO J., 1996, 15, 290-298 y Lee y
col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93,
1988-1992; VEGF-D, descrito en la
solicitud de patente internacional Nº PCT/US97/14696 (WO 98/07832),
y Achen y col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95,
548-553; el factor de crecimiento placentario
(PIGF), descrito en Maglione y col., Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 1991, 88, 9267-9271; VEGF2, descrito en la
solicitud de patente internacional Nº PCT/US94/05291 (WO 95/24473)
de Human Genome Sciences, Inc; y VEGF3, descrito en la solicitud de
patente internacional Nº PCT/US95/07283 (WO 96/39421) de Human
Genome Sciences, Inc. Cada miembro de la familia de VEGF tiene una
identidad de secuencia de aminoácidos entre 30% y 45% con VEGF. Los
miembros de la familia de VEGF comparten dominio de homología de
VEGF que contiene los 6 restos cisteína que forman el patrón nudo
de cisteínas. Las características funcionales de la familia de VEGF
incluyen diferentes grados de mitogenicidad para las células
endoteliales, la inducción de permeabilidad vascular y propiedades
angiogénicas y linfangiogénicas.
El factor de crecimiento endotelial vascular
(VEGF) es una glicoproteína homodímera que se ha aislado de varias
fuentes. El VEGF muestra una alta actividad mitogénicas específica
para células endoteliales. El VEGF tiene importante funciones
reguladoras en la formación de nuevos vasos sanguíneos durante la
vasculogénesis embrionaria y en la angiogénesis durante la vida
adulta (Carmeliet y col., Nature, 1996 380
435-439; Ferrara y col., Nature, 1996, 380,
439-442; revisado en Ferrara y
Davis-Smyth, Endocrine Rev., 1997, 18,
4-25). La importancia de la función que tiene el
VEGF se ha demostrado en estudios que muestran que la inactivación
de un solo alelo del VEGF da como resultado la letalidad embrionaria
debido al desarrollo fallido de la vasculatura (Carmeliet y col.,
Nature, 1996, 380, 435-439; Ferrara y col.,
Nature, 1996 380 439-442). Además, el VEGF
tiene una fuerte actividad quimioatractora hacia los monocitos,
puede inducir al activador del plasminógeno y al inhibidor del
activador del plasminógeno en células endoteliales, y también puede
inducir la permeabilidad microvascular. Debido a esta última
actividad, a veces se denomina factor de permeabilidad vascular
(VPF). Se ha revisado el aislamiento y propiedades del VEGF; véase
Ferrara y col., J. Cellular Biochem., 1991, 47,
211-218 y Connolly, J. Cellular Biochem.,
1991, 47, 219-223. La división alterante del ARNm de
un solo gen de VEGF dio lugar a 5 isoformas del VEGF.
El VEGF-B tiene propiedades
angiogénicas y otras propiedades similares a las de VEGF, pero está
distribuido y se expresa en los tejidos de forma diferente al VEGF.
En particular, el VEGF-B se expresa mucho en el
corazón, y solo un poco en el pulmón, mientras que para el VEGF el
caso es el inverso. Esto sugiere que el VEGF y
VEGF-B, a pesar del hecho de que se coexpresan en
muchos tejidos, pueden tener diferencias funcionales.
El VEGF-B se aisló usando una
técnica de selección de captura por interacción de
co-híbridos de levadura, mediante la selección de
proteínas celulares que pueden interaccionar con la proteína celular
de tipo I de unión al ácido retinoico (CRABP-I). Su
aislamiento y características se describen con detalle en el
documento PCT/US96/02957 (WO 1996/26736) y en Olofsson y col.,
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93,
2576-2581.
El VEGF-C se aisló de medio
condicionado de la línea celular de adenocarcinoma de próstata
PC-3 (CRL1435) seleccionando la capacidad del medio
de producir fosforilación de tirosina del receptor tirosina quinasa
específico de células endoteliales VEGF-3 (Flt4),
usando células transfectadas para expresar VEGFR-3.
El VEGF-C se purificó usando cromatografía de
afinidad con VEGFR-3 recombinante y se clonó a
partir de una genoteca de ADNc de PC-3. Su
aislamiento y características se describe con detalle en Joukov y
col., EMBO J., 1996, 15, 290-298.
El VEGF-D se aisló de una
genoteca de ADNc de mama humana, disponible en el comercio en
Clontech, mediante selección con una secuencia marcadora expresada
obtenida de una genoteca de ADNc humana denominada "Soares Breast
3NbHBst" como sonda de hibridación (Achen y col., Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 1998, 95, 598-553). Su
aislamiento y características se describen con detalle en la
solicitud de patente internacional nº PCT/US97/14696
(WO98/07832).
El gen del VEGF-D se expresa
ampliamente en el humano adulto, pero no se expresa de forma ubicua.
Hay expresión alta de VEGF-D en el corazón, pulmón
y músculo esquelético. Los niveles intermedios de
VEGF-D se expresan en el bazo, ovario, intestino
delgado y colon, y se encuentra expresión menor en el riñón,
páncreas, timo, próstata y testículos. No se detectó ARNm de
VEGF-D en el ARN del cerebro, placenta, hígado o
leucocitos de la sangre periférica.
El PIGF se aisló de una genoteca de ADNc de
placenta. Su aislamiento y características se describen con detalle
en Maglione y col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88,
92,67-9271. Actualmente no se entiende bien su
función biológica.
El VEGF2 se aisló de una línea celular de cáncer
de mama humana independiente de estrógenos, muy tumorigénica.
Aunque se afirma que esta molécula tiene aproximadamente 22% de
homología con el PDGF y 30% de homología con el VEGF, el
procedimiento de aislamiento del gen que codifica el VEGF2 no está
claro y no se ha descrito la caracterización de la actividad
biológica.
El VEGF3 se aisló de una genoteca de ADNc
derivada de tejido de colon. Se afirma que el VEGF3 tiene
aproximadamente 36% de identidad y 66% de similitud con el VEGF. El
procedimiento de aislamiento del gen que codifica el VEGF3 no está
claro y no se ha descrito la caracterización de la actividad
biológica.
La similitud entre dos proteínas se determina
comparando la secuencia de aminoácidos y las sustituciones de
aminoácidos conservadas de una de las proteínas con la secuencia de
la segunda proteína, de modo que la identidad se determina sin
incluir las sustituciones de aminoácidos conservadas.
Los miembros de la familia de PDGF/VEGF actúan
principalmente por unión a los receptores tirosina quinasas. Se han
identificado 5 receptores tirosina quinasas específicos de células
endoteliales, en particular VEGFR-1
(Flt-1), VEGFR-2
(KDR/Flk-1), VEGFR-3 (Flt4), Tie y
Tek/Tie-2. Todos estos tienen la actividad
intrínseca de tirosina quinasa que es necesaria para la
transducción de señales. La función esencial, específica en la
vasculogénesis y angiogénesis de VEGFR-1,
VEGF-2, VEGFR-3, Tie y
Tek/Tie-2 se ha demostrado mediante mutaciones
dirigidas que inactivan estos receptores en embriones de ratón.
Los únicos receptores tirosina quinasas que se
sabe que se unen a los VEGF son VEGFR-1,
VEGFR-2 y VEGFR-3.
VEGFR-1 y VEGFR-2 se unen a VEGF con
una alta afinidad y VEGFR-1 también se une a
VEGF-B y PIGF. Se ha mostrado que
VEGF-C es el ligando para VEGFR-3
(Joukov y col., The EMBO Journal, 1996, 15,
290-298). VEGFD se une tanto a
VEGFR-2 como a VEGFR-3. Se ha
descrito un ligando para Tek/Tie-2 en la solicitud
de patente internacional nº PCT/US95/12935 (WO 96/11269) de
Regeneron Pharmaceuticals, Inc. El ligando para Tie todavía no se ha
identificado.
Recientemente se ha purificado y clonado un
nuevo receptor específico de la isoforma de VEGF de
130-135 kDa (Soker y col., Cell, 1998, 92,
735-745). Se ha encontrado que el receptor de VEGF
se une específicamente a la isoforma VEGF_{165} por la secuencia
codificada por el exón 7, que muestra una afinidad pequeña por la
heparina (Soker y col., Cell, 1998, 92,
735-795). Sorprendentemente, se mostró que el
receptor era idéntico a la neropilina-1 humana
(NP-1), un receptor implicado en la etapa temprana
de la neuromorfogénesis. Parece que también el
PIGF-2 interacciona con NP-1 (Migdal
y col., J. Biol. Chem., 1998, 273,
22272-22278).
VEGFR-1, VEGFR-2
y VEGFR-3 son expresados de forma diferente por las
células endoteliales. Tanto VEGFR-1 como
VEGFR-2 son expresados en el endotelio de los vasos
sanguíneos (Oelrichs y col., Oncogene, 1992, 8,
11-18; Kaipainen y col., J. Exp. Med., 1993,
178, 2077-2088; Dumont y col., Dev. Dyn.,
1995, 203, 80-92; Fong y col., Dev. Dyn.,
1996, 207, 1-10) y VEGFR-3 es
expresado principalmente en el endotelio linfático de tejido adulto
(Kaipainen y col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, 9,
3566-3570). El VEGFR-3 también se
expresa en la vasculatura sanguínea que rodea los tumores.
La alteración de los genes de VEGFR da como
resultado el desarrollo aberrante de la vasculatura conduciendo a
la letalidad embrionaria en mitad de la gestación. El análisis de
los embriones que llevan un gen de VEGFR1 completamente inactivado
sugiere que este receptor es necesario para la organización
funcional del endotelio (Fong y col., Nature, 1995, 376,
66-70). Sin embargo, la supresión del dominio de
tirosina quinasa intracelular de VEGF-1 genera
ratones viables con una vasculatura normal (Hiratsuka y col.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95,
9349-9359). Las razones que subyacen en estas
diferencias siguen sin explicarse, pero sugieren que no es
necesaria la señalización del receptor por la tirosina quinasa para
la función adecuada del VEGFR-1. El análisis de
ratones homocigotos con alelos inactivados de
VEGFR-2 sugiere que este receptor es necesario para
la proliferación celular endotelial, hematopoyesis y vasculogénesis
(Shalaby y col., Nature, 1995, 376, 62-66;
Shalaby y col., Cell, 1997, 89, 981-990). La
inactivación de VEGFR-3 da como resultado la
insuficiencia cardiovascular debido a la organización anormal de los
vasos grandes (Dumont y col. Science, 1998, 282,
946-949).
Aunque VEGFR-1 se expresa
principalmente en células endoteliales durante el desarrollo,
también se puede encontrar en células precursoras hematopoyéticas
durante las etapas tempranas de la embriogénesis (Fong y col.,
Nature, 1995 376 66-70). También se expresa
en la mayoría, sino en todos los vasos en los embriones (Breier y
col., Dev. Dyn., 1995, 204, 228-239; Fong y
col., Dev. Dyn., 1996, 207, 1-10). En
adultos, los monocitos y macrófagos también expresan este receptor
(Barleon y col., Blood, 1996, 87,
3336-3393).
El receptor VEGFR-3 se expresa
ampliamente en células endoteliales durante el desarrollo
embrionario temprano, pero a medida que avanza la embriogénesis, se
restringe al endotelio venoso y después al endotelio linfático
(Kaipainen y col., Cancer Res., 1994, 54,
6571-6577; Kaipainen y col., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA, 1995, 92, 3566-3570). El
VEGFR-3 sigue expresándose en células endoteliales
linfáticas en adultos. Este receptor es esencial para el desarrollo
de la vasculatura durante la embriogénesis. La inactivación dirigida
de ambas copias del gen del VEGFR-3 en ratones daba
como resultado la formación defectuosa de vasos sanguíneos,
caracterizada por vasos anormalmente grandes organizados, con
lúmenes defectuosos, que conducen a la acumulación de fluido en la
cavidad pericárdica y a la insuficiencia cardiovascular el día 9,5
post-coital. Basándose en estos descubrimientos, se
ha propuesto que el VEGFR-3 es necesario para la
maduración de las redes vasculares principales en los vasos
sanguíneos más grandes. Sin embargo, la función del
VEGFR-3 en el desarrollo de la vasculatura linfática
no se podía estudiar en estos ratones debido a que los embriones
morían antes de que surgiera el sistema linfático. Sin embargo, se
supone que el VEGFR-3 tiene una función en el
desarrollo de la vasculatura linfática y la linfangiogénesis, dada
su expresión específica en las células endoteliales linfáticas
durante la embriogénesis y la vida adulta. Esto está apoyado por el
descubrimiento de que la expresión ectópica del
VEGF-C, un ligando para el VEGFR-3,
en la piel de ratones transgénicos, daba como resultado la
proliferación de células endoteliales linfáticas y agrandamiento de
vasos en la dermis. Además, esto sugiere que el
VEGF-C puede tener una función principal en el
endotelio linfático, y una función secundaria en la angiogénesis y
regulación de la permeabilidad que es compartida con el VEGF
(Joukov y col., EMBO J., 1996, 15,
290-298).
Se ha mostrado que algunos inhibidores del
sistema VEGF/VEGF-receptor previenen el crecimiento
tumoral por un mecanismo antiangiogénico; véase Kim y col.,
Nature, 1993, 362, 841-844 y Saleh y col.,
Cancer Res., 1996, 56, 393-401.
Como se ha mencionado antes, la familia de VEGF
de factores de crecimiento son miembros de la familia de PDGF. El
PDGF tiene una función importante en el crecimiento y/o movilidad de
las células de tejido conjuntivo, fibroblastos, miofibroblastos y
células gliales (Heldin y col., "Structure of
platelet-derived growth factor: Implications for
functional properties", Growth Factor, 1993, 8,
245-252). En adultos, el PDGF estimula la curación
de heridas (Robson y col., Lancet, 1992, 339,
23-25). Estructuralmente, las isoformas de PDGF son
dímeros unidos por disulfuro de cadenas polipeptídicas A y B
homólogas, dispuestas en forma de homodímeros
(PDGF-AA y PDGF-BB) o un
heterodímero (PDGF-AB).
Las isoformas de PDGF ejercen sus efectos en las
células diana por unión a receptores tirosina quinasas
estructuralmente relacionados (RTK). El receptor alfa se une tanto
a las cadenas A como B del PDGF, mientras que el receptor beta se
une solo a la cadena B. Estos dos receptores se expresan en muchas
líneas celulares cultivadas in vitro, y se expresan
principalmente en células mesenquémicas in vivo. Los PDGF
regulan la proliferación celular, la supervivencia celular y la
quimiotáxis de muchos tipos de células in vitro (revisado en
Heldin y col., Biochim Biophys Acta., 1998, 1378,
F79-113). in vivo , ejercen sus efectos
de un modo paracrino, puesto que a menudo se expresan en células
epiteliales (PDGF-A) o endoteliales
(PDGF-B) en posición cercana a la mesénquima que
expresa el PDGFR. En las células tumorales y las líneas celulares
cultivadas in vitro, la coexpresión de los PDGF y los
receptores, genera bucles autocrinos que son importantes para la
transformación celular (Betsholtz y col., Cell, 1984, 39,
447-57; Keating y col., J. R. Coll Surg
Edinb., 1990, 35, 172-4). La sobreexpresión de
los PDGF se ha observado en varias afecciones patológicas,
incluyendo tumores malignos, arteriosclerosis y enfermedades
fibroproliferativas (revisado en Heldin y col., The Molecular and
Cellular Biology of Wound Repair, New York: Plenum Press, 1996,
249-273).
La importancia de los PDGF como reguladores de
la proliferación y supervivencia celulares se ha ilustrado bien en
estudios recientes de reconocimiento génico en ratones, que han
mostrado distintas funciones fisiológicas para los PDGF y sus
receptores, a pesar del solapamiento de las especificidades de
ligandos de los PDGFR. Las mutaciones nulas homocigóticas para
cualquiera de los dos ligandos del PDGF o los receptores, son
letales. Aproximadamente 50% de los ratones homocigotos deficientes
en PDGF-A tienen un fenotipo letal temprano,
mientras que los animales que sobreviven tienen un fenotipo
postnatal complejo con enfisema pulmonar debido a la formación
inadecuada del septo alveolar, debido a una falta de miofibroblastos
alveolares (Boström y col., Cell, 1996, 85,
863-873). Los ratones deficientes en
PDGF-A también tienen un fenotipo dérmico
caracterizado por la dermis fina, folículos pilosos deformados y
pelo fino (Karlsson y col., Development, 1999, 126,
2611-2). El PDGF-A también es
necesario para el desarrollo normal de oligodendrocitos y posterior
mielinización del sistema nervioso central (Fruttiger y col.,
Development, 1999, 126, 457-67). El fenotipo
de los ratones deficientes en PDGFR-alfa es más
grave, con muerte embrionaria precoz en E10, cierre cefálico
incompleto, desarrollo deficiente de la cresta neural, defectos
cardiovasculares, defectos del esqueleto, y odemas [Soriano y col.,
Development, 1997, 124, 2691-70). Los ratones
deficientes en PDGF-B y PDGFR-beta
desarrollan fenotipos similares que se caracterizan por anomalías
renales, hematológicas y cardiovasculares (Levéen y col., Genes
Dev., 1994, 8, 1875-1887; Soriano y col.,
Genes Dev., 1994, 8, 1888-96; Lindahl y col.,
Science, 1997, 277, 242-5; Lindahl,
Development, 1998, 125, 3313-2), en los que
los defectos renales y cardiovasculares, al menos en parte, se
deben a la falta de reclutamiento adecuado de células murales
(células musculares lisas vasculares, pericitos o células
mesangiales) a los vasos sanguíneos (Levéen y col., Genes
Dev., 1994, 8, 1875-1887; Lindahl y col.,
Science, 1997, 277, 242-5; Lindahl y col.,
Development, 1998, 125, 3313-2).
La invención proporciona en general un nuevo
factor de crecimiento aislado que tiene la capacidad de estimular
y/o potenciar la proliferación o diferenciación, y/o el crecimiento
y/o la movilidad de células que expresan un receptor de
PDGF-D incluyendo, pero sin limitan, células
endoteliales, células del tejido conjuntivo, células de
miofibroblastos y gliales, una secuencia de polinucleótido aislada
que codifica el nuevo factor de crecimiento, y composiciones útiles
para el diagnóstico y/o aplicaciones terapéuticas.
La presente invención proporciona una molécula
de ácido nucleico aislada que comprende una secuencia de
polinucleótido de la Figura 1 (SEQ ID NO: 1) o Figura 3 (SEQ ID NO:
3), o una molécula de ácido nucleico hibridable con la misma en
condiciones restrictivas, en la que la molécula de ácido nucleico
aislada (o complemento de la misma) codifica una proteína o
polipéptido que tiene la capacidad de estimular uno o más de la
proliferación, diferenciación, migración, supervivencia o
permeabilidad vascular de células endoteliales, pero excluyendo una
molécula de ácido nucleico, véase la base de datos NCBI db EST
Record ur. AA488780, que consiste en la secuencia de
polinucleótido
En realizaciones preferidas, la molécula de
ácido nucleico aislada es un ADNc.
La molécula de ácido nucleico aislada puede ser
un polinucleótido de mamífero, preferiblemente un polinucleótido
humano.
En otra realización preferida, la molécula de
ácido nucleico aislada codifica una proteína o polipéptido y
comprende un sitio proteolítico que tiene la secuencia de aminoácido
RKSK o una secuencia de aminoácidos estructuralmente conservada de
la misma.
La invención también proporciona una molécula de
ácido nucleico aislada que codifica un polipéptido que comprende la
secuencia de aminoácidos de Pro Xaa Cys Leu Leu Val Xaa Arg Cys Gly
Gly Asn Cys Gly Cys (SEQ ID NO: 25).
En realizaciones preferidas, un vector que
comprende el ácido nucleico está operativamente unido con una
secuencia promotora.
El vector puede ser un vector eucariota, un
vector procariota, un plásmido o un vector baculovirus.
La invención proporciona además una células
huésped transformada o transfectada con un vector como se describe
en el presente documento.
En realizaciones preferidas, la célula huésped
es una célula eucariota y el vector es un vector eucariota. La
célula huésped puede ser una célula COS.
En otra realización preferida, la célula huésped
es una célula procariota y el vector es un vector procariota. La
célula huésped puede ser una célula 293EBNA. La célula huésped puede
ser una célula de insecto.
La invención también proporciona una proteína o
polipéptido aislado codificado por una molécula de ácido nucleico
como se define en lo que antecede, o que comprende una secuencia de
aminoácidos de la Figura 2 (SEQ ID NO: 2) o una secuencia de
aminoácidos de la Figura 4 (SEQ ID NO: 4) o sustituciones
conservativas de dicha secuencia de aminoácidos, o un fragmento de
dicho polipéptido, teniendo la proteína, polipéptido o fragmento del
mismo, la capacidad de estimular y/o potenciar uno o más de la
proliferación, diferenciación, migración, supervivencia o
permeabilidad vascular de células endoteliales.
En realizaciones preferidas, la proteína o
polipéptido aislado es un polipéptido humano.
La proteína o polipéptido aislado puede
comprender un sitio proteolítico que tiene la secuencia de
aminoácidos RKSK o una secuencia de aminoácidos estructuralmente
conservada de la misma.
La invención proporciona además un polipéptido
aislado que comprende la secuencia característica de Pro Xaa Cys
Leu Leu Val Xaa Arg Cys Gly Gly Asn Cys Gly Cys (SEQ ID NO: 25).
La invención también proporciona un dímero de
proteína o de polipéptido aislado que comprende una proteína o
polipéptido como se describe en el presente documento.
En realizaciones preferidas, el dímero de
proteína o polipéptido aislado es un homodímero de dicha proteína o
polipéptido.
En otra realización preferida, el dímero de
proteína o polipéptido aislado es un heterodímero de dicha proteína
o polipéptido y VEGF, VEGF-B,
VEGF-C, VEGF-D,
PDGF-A, PDGF-B o PIGF.
El dímero de proteína o polipéptido aislado
puede ser un dímero unido por disulfuro.
La invención proporciona además una composición
farmacéutica que comprende una cantidad eficaz que promueve la
proliferación celular, de una proteína o polipéptido de la
invención, y al menos un factor de crecimiento adicional aislado
del grupo que consiste en VEGF, VEGF-B,
VEGF-C, VEGF-D,
PDGF-A, PDGF-B o P1GF.
La invención proporciona además una composición
farmacéutica que comprende una cantidad eficaz que promueve la
proliferación celular, de una proteína o polipéptido aislado como se
describe en el presente documento, y al menos un vehículo o
diluyente farmacéutico.
La composición farmacéutica puede comprender
además heparina.
La invención proporciona además una composición
farmacéutica que comprende una cantidad eficaz de una proteína o
polipéptido como se describe en el presente documento, y
heparina.
La invención proporciona además una composición
farmacéutica que comprende una cantidad estimulante del receptor de
PDGF, de una proteína o polipéptido aislado como se describe en el
presente documento, y al menos un vehículo o diluyente
farmacéutico.
La invención proporciona además un kit para
amplificar una molécula de ácido nucleico de la invención, si está
presente en una muestra de ensayo, y el kit comprende al menos un
par de cebadores complementarios de un ácido nucleico como se
describe en el presente documento.
El kit puede comprender además una polimerasa
para amplificar el polinucleótido por la reacción en cadena de la
polimerasa, con el fin de facilitar una comparación de secuencias de
los polinucleótidos con el ácido nucleico.
La invención proporciona también un anticuerpo
reactivo específicamente con una proteína o polipéptido de la
invención. El anticuerpo puede ser un anticuerpo policlonal. El
anticuerpo puede ser un anticuerpo monoclonal. El anticuerpo puede
ser un anticuerpo humanizado.
En realizaciones preferidas, el anticuerpo se
marca con un marcador detectable.
El marcador detectable puede ser un isótopo
radiactivo.
El anticuerpo se puede modificar por adición de
fármaco citotóxico o citostático.
La invención proporciona además un método para
hacer una proteína o polipéptido de la invención, comprendiendo
dicho procedimiento las etapas de:
cultivar una célula huésped como se describe en
el presente documento, de modo que exprese una secuencia de ácido
nucleico que codifica dicha proteína o polipéptido; y aislar dicha
proteína o polipéptido de dicha célula huésped o de un medio de
cultivo en el que se cultiva dicho huésped.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención también proporciona una proteína o
polipéptido de la invención para usar como un medicamento.
La invención proporciona además el uso de una
proteína o polipéptido de la invención, para fabricar un medicamento
para acelerar la angiogénesis en la curación de heridas, trasplante
de órganos o tejido, para el tratamiento de la enfermedad arterial
coronaria, cáncer, retinopatía diabética, trastornos pulmonares,
insuficiencia cardiaca o enfermedad obstructiva crónica de las vías
aéreas, síndromes de malabsorción del tracto intestinal, hígado o
riñones, o para estimular la angiogénesis, linfangiogénesis y/o
neovascularización.
La invención también proporciona un
procedimiento para producir una forma truncada activada de una
proteína o polipéptido como se describe en el presente documento,
que comprende las etapas de expresar un vector de expresión como se
describe en el presente documento, y suministrar una cantidad
proteolítica de al menos una enzima para procesar el polipéptido
expresado, para generar la forma truncada activada.
La invención proporciona además un procedimiento
para regular la especificidad de unión al receptor de una proteína
o polipéptido como se describe en el presente documento, que
comprende las etapas de expresar un vector de expresión como se
describe en el presente documento, y suministrar una cantidad
proteolítica de al menos una enzima para procesar el polipéptido
expresado, para generar la forma truncada activada.
La invención además proporciona un procedimiento
para identificar un antagonista de una proteína o polipéptido de la
invención, que comprende:
mezclar una preparación sustancialmente
purificada de una forma truncada activada de una proteína o
polipéptido como se describe en el presente documento, con un
agente de ensayo; y
seguir, por cualquier medio adecuado, una
inhibición en la actividad biológica de la proteína o polipéptido
que tiene la capacidad de estimular y/o potenciar uno o más de la
proliferación, diferenciación, migración, supervivencia o
permeabilidad vascular de células endoteliales.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención también proporciona un anticuerpo
específicamente reactivo con una proteína o polipéptido de la
invención, para usar como medicamento.
La invención también proporciona el uso de un
anticuerpo específicamente reactivo con una proteína o polipéptido
de la invención, para fabricar un medicamento para el tratamiento de
la insuficiencia cardiaca congestiva, acumulación de fluidos o para
inhibir la angiogénesis, linfangiogénesis y/o
neovascularización.
La descripción incluye una molécula de ácido
nucleico aislada y purificada que comprende una secuencia de
polinucleótido que tiene al menos 85% de identidad, más
preferiblemente al menos 90%, y lo más preferiblemente al menos 95%
de identidad con al menos los nucleótidos 1 a 600 de la secuencia
expuesta en la Figura 3 (SEQ ID NO:3), al menos los nucleótidos 1 a
966 de la secuencia expuesta en la Figura 5 (SEQ ID NO:5), al menos
los nucleótidos 176 a 1288 de la secuencia expuesta en la Figura 7
(SEQ ID NO:7) o al menos los nucleótidos 938 a 1288 expuestos en la
Figura 7 (SEQ ID NO:7). La secuencia de al menos los nucleótidos 1 a
600 de la secuencia expuesta en la Figura 3 o al menos los
nucleótidos 1 a 966 de la secuencia expuesta en la Figura 5
codifica polipéptidos 5' truncados, denominados
PDGF-D (formalmente denominados
"VEGF-G"), mientras que al menos los
nucleótidos 173 a 1288 de la secuencia expuesta en la Figura 7 (SEQ
ID NO:7) codifican el PDGF-D de longitud entera. El
PDGF-D es estructuralmente homólogo a
PDGF-A, PDGF-B, VEGF,
VEGF-B, VEGF-C y
VEGF-D. La secuencia de al menos los nucleótidos
938 a 1288 expuesta en Figura 7 (SEQ ID NO:7) codifica una parte
del dominio de homología de PDGF/VEGF, que es el fragmento bioactivo
de PDGF-D. El fragmento bioactivo sería codificado
también por la secuencia de al menos los nucleótidos 1 a 600 de la
secuencia expuesta en la Figura 3 o al menos los nucleótidos 1 a
966 de la secuencia expuesta en la Figura 5. En una realización
preferida, la molécula de ácido nucleico es un ADNc que comprende
al menos los nucleótidos 1 a 600 de la secuencia expuesta en la
Figura 3 (SEQ ID NO: 3), al menos los nucleótidos 1 a 966 de la
secuencia expuesta en la Figura 5 (SEQ ID NO:5), al menos los
nucleótidos 173 a 1288 de la secuencia expuesta en la Figura 7 (SEQ
ID NO:7) o al menos los nucleótidos 938 a 1288 expuestos en la
Figura 7 (SEQ ID NO:7). Este aspecto de la invención también abarca
moléculas de ADN que tienen una secuencia de modo que hibrida en
condiciones restrictivas con al menos los nucleótidos 1 a 600 de la
secuencia expuesta en la Figura 3 (SEQ ID NO: 3), al menos los
nucleótidos 1 a 966 de la secuencia expuesta en la Figura 5 (SEQ ID
NO: 5), al menos los nucleótidos 173 a 1268 de la secuencia
expuesta en la Figura 7 (SEQ ID NO:7) o al menos los nucleótidos 938
a 1288 expuestos en la Figura 7 (SEQ ID NO:7) o fragmentos de los
mismos.
Los polipéptidos de la invención tienen la
capacidad de estimular y/o potenciar la proliferación y/o
diferenciación y/o crecimiento y/o movilidad de las células que
expresan un receptor de PDGF-C, incluyendo, pero sin
limitar, células endoteliales, miofibroblastos y células gliales, y
comprende una secuencia de aminoácidos que corresponde a la
secuencia de aminoácidos expuesta en la Figura 4 (SEQ ID NO:4) o
Figura 6 (SEQ ID NO:6), o Figura 8 (SEQ ID NO:8), o un fragmento o
análogo de la misma que tiene la capacidad de estimular la
proliferación, diferenciación, migración y/o supervivencia de
células endoteliales, y/o crecimiento y/o movilidad de células de
tejido conjuntivo (tales como fibroblastos), miofibroblastos y
células gliales. Preferiblemente, los polipéptidos tienen al menos
85% de identidad, más preferiblemente al menos 90%, y lo más
preferiblemente al menos 95% de identidad con la secuencia de
aminoácidos de la Figura 4 (SEQ ID NO:4) o Figura 6 (SEQ ID NO:6) o
Figura 8 (SEQ ID NO: 8), o un fragmento o análogo de la misma que
tiene la actividad biológica de PDGF-D. Un fragmento
es una forma truncada de PDGF-D que comprende una
parte del dominio de homología de PDGF/VEGF (PVHD) de
PDGF-D. La parte de PVHD es de los restos
255-371 de la Figura 8, en la que el sitio de
procesamiento proteolítico putativo RKSK empieza en el resto de
aminoácido 255 (SEQ ID NO: 8). Sin embargo, el PVHD se extiende
hacia el extremo N hasta el resto 235 de la Figura 8 (SEQ ID NO:8).
En el presente documento, el PVHD se define como un
PDGF-D truncado. El PDGF-D truncado
es la forma activada putativa de PDGF-D.
Como se usa en esta solicitud, el porcentaje de
identidad de secuencia se determina usando la herramienta de
alineación "MEGALIGN" del paquete de Lasergene (DNASTAR, Ltd.
Abacus House, Manor Road, West Ealing, London W130AS, Reino Unido.
MEGALIGN se basa en el procedimiento de J. Hein (Methods in
Enzymology, 1990, 183, 626-645). La tabla de
pesos de 250 restos de PAM se usa con una penalización por hueco de
11 y una penalización por longitud de hueco de 3 y un valor de
K-tuplas de 2 en los alineamientos en pares. El
alineamiento después se refina manualmente, y se calcula el número
de identidades en las regiones disponibles mediante una
comparación.
El polipéptido o el polipéptido codificado por
un polinucleótido puede tener la capacidad de estimular una o más
de la proliferación, diferenciación, movilidad, supervivencia o
permeabilidad vascular de células que expresan un receptor de
PDGF-D incluyendo, pero sin limitar, células
endoteliales vasculares, células endoteliales linfáticas, células
de tejido conjuntivo (tales como fibroblastos), miofibroblastos y
células gliales. El polipéptido o el polipéptido codificado por un
polinucleótido puede tener la capacidad de estimular la curación de
heridas. El PDGF-D también puede tener efectos
antagonistas en células, pero están incluidos en las actividades
biológicas del PDGF-D. Estas capacidades se
denominan en lo sucesivo "actividades biológicas de
PDGF-D" y se pueden ensayar fácilmente por
procedimientos conocidos en la técnica.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "PDGF-D" se refiere de forma colectiva
a polipéptidos de la Figura 4 (SEQ ID NO: 4), Figura 6 (SEQ ID NO:
6) o Figura 8 (SEQ ID NO: 8), y fragmentos o análogos de los mismos
que tienen actividad biológica de PDGF-D como se ha
definido antes, y a un polinucleótido que puede codificar el
PDGF-D, o un fragmento o análogo del mismo que tiene
la actividad biológica de PDGF-D. El polinucleótido
puede estar desnudo y/o en un vector o liposoma.
Un polipéptido que tiene una secuencia de
aminoácidos:
- PXCLLVXRCGGNCGC
- (SEQ ID NO: 25)
que es única de PDGF-D y difiere
de otros miembros de la familia de factores de crecimiento PDGF/VEGF
por la inserción de 3 restos de aminoácidos (NCG) entre la tercera
y cuarta cisteínas (véase la Figura 9 - SEQ ID NO:
10-18).
10-18).
Los polipéptidos pueden comprender
sustituciones, inserciones o deleciones conservativas, pero los que
todavía retienen la actividad biológica de PDGF-D
se entiende claramente que están dentro del alcance de la invención.
Los expertos en la materia serán conscientes de procedimientos que
se pueden usar fácilmente para generar dichos polipéptidos, por
ejemplo, el uso de mutagénesis dirigida o escisión y ligado
enzimático específico. El experto en la materia también será
consciente de que los compuestos peptidomiméticos o compuestos en
los que uno o más restos de aminoácidos se sustituyen por un
aminoácido no natural o un análogo de aminoácido, pueden retener
los aspectos requeridos de la actividad biológica de
PDGF-D. Dichos compuestos se pueden preparar
fácilmente y se puede ensayar su capacidad para mostrar actividad
biológica de PDGF-D mediante procedimientos de
ensayo de actividad rutinarios, tales como un ensayo de
proliferación de fibroblastos y también están dentro del alcance de
la invención.
Además, las posibles formas variantes del
polipéptido PDGF-D que pueden resultar del corte y
empalme alternativos, como se sabe que ocurre con VEGF y
VEGF-B, y variantes alélicas naturales de la
secuencia de ácido nucleico que codifica el PDGF-D,
están incluidas en el alcance de la invención. Las variantes
alélicas son conocidas en la materia y representan formas
alternativas o una secuencia de ácido nucleico que comprende
sustitución, deleción o adición de uno o más nucleótidos, pero que
no dan como resultado ninguna alteración funcional sustancial del
polipéptido codificado.
Dichas formas variantes de
PDGF-D se pueden preparar mediante localización de
regiones no esenciales del polipéptido de PDGF-D
para la modificación. Se espera que estas regiones no esenciales
estén fuera de las regiones fuertemente conservadas indicadas en la
Figura 9 (SEQ ID NOs: 10-18). En particular, los
factores de crecimiento de la familia del PDGF, incluyendo
PDGF-D, son dímeros. El PDGF-D
difiere ligeramente de VEGF, VEGF-B,
VEGF-C, VEGF-D, P1GF,
PDGF-A y PDGF-B porque presenta
conservación completa de solo 7 de los 8 restos cisteína en el PVHD
(Olofsson y col., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93,
2576-2581; Joukov y col., EMBO J., 1996, 15,
290-298). Se cree que estas cisteínas están
implicadas en la formación de enlaces disulfuro intra e
intermoleculares. Los bucles 1, 2 y 3 de cada subunidad, que se
forman por formación de enlace disulfuro intramolecular, están
implicados en la unión de los receptores para la familia de factores
de crecimiento PDGF/VEGF (Andersson y col., Growth Factors, 1995 12
159-164).
Los expertos en la materia son, por lo tanto,
conscientes de que estos restos cisteína deben conservarse en
cualquier forma variante propuesta, y que los sitios activos
presentes en los bucles 1, 2 y 3 también deben conservarse. Sin
embargo, se puede esperar que otras regiones de la molécula sean
menos importantes para la función biológica, y por lo tanto
ofrezcan dianas adecuadas para la modificación. En los polipéptidos
modificados se puede ensayar fácilmente su capacidad para presentar
actividad biológica de PDGF-D mediante
procedimientos de ensayos de actividad rutinarios, tales como el
ensayo de proliferación de fibroblastos.
Está contemplado que algunos polipéptidos de
PDGF-D modificados tengan la capacidad de unirse a
receptores de PDGF-D en células, incluyendo, pero
sin limitar, células endoteliales, células del tejido conjuntivo,
miofibroblastos y/o células gliales, pero no puedan estimular la
proliferación, migración, movilidad o supervivencia celular o
inducir proliferación vascular, desarrollo de tejido conjuntivo o
curación de heridas. Se espera que estos polipéptidos modificados
puedan actuar como inhibidores competitivos o no competitivos de los
polipéptidos de PDGF-D y factores de crecimiento de
la familia de PDGF/VEGF, y ser útiles en situaciones en las que sea
deseable la prevención o reducción de la acción del polipéptido
PDGF-D o factores de crecimiento de la familia de
PDGF/VEGF. Por lo tanto, también se describen dichas variantes del
polipéptido de PDGF-D que se unen al receptor pero
no mitogénicas, que no inducen diferenciación, no inducen migración,
no inducen movilidad, no promueven supervivencia, no promueven
tejido conjuntivo, no inducen la curación de heridas o la
proliferación vascular, y se denominan en el presente documento
"variantes que se unen al receptor aunque son inactivas".
Debido a que el PDGF-D forma un dímero con el fin de
activar su único receptor conocido, se contempla que un monómero
comprende el polipéptido de PDGF-D modificado,
variante que se une al receptor aunque es inactiva, y un segundo
monómero comprende un PDGF-D intacto o un factor de
crecimiento intacto de la familia de PDGF/VEGF. Estos dímeros se
pueden unir a sus correspondientes receptores, pero no pueden
inducir señalización secuencia abajo.
También está contemplado que hay otros
polipéptidos de PDGF-D modificados que pueden
prevenir la unión de un PDGF-D intacto o un factor
de crecimiento intacto de la familia de PDGF/VEGF a su
correspondiente receptor en células incluyendo, pero sin limitar,
células endoteliales, células del tejido conjuntivo (tales como
fibroblastos), miofibroblastos y/o células gliales. Por lo tanto,
estos dímeros no podrán estimular la proliferación, diferenciación,
migración, supervivencia o inducir la permeabilidad vascular de
células endoteliales y/o estimular la proliferación y/o
diferenciación y/o movilidad de células del tejido conjuntivo,
miofibroblastos o células gliales. Se espera que estos polipéptidos
modificados puedan actuar como inhibidores competitivos o no
competitivos del factor de crecimiento PDGF-D o un
factor de crecimiento de la familia de PDGF/VEGF, y ser útiles en
situaciones en las que sea deseable la prevención o reducción de la
acción del factor de crecimiento PDGF-D o factor de
crecimiento de la familia de PDGF/VEGF. Dichas situaciones incluyen
el remodelado de tejido que tiene lugar durante la invasión de
células tumorales en una población de células normales por formación
de tumor primario o metastático. Así pues, también se describen
dichas variantes del factor de crecimiento PDGF-D
que se unen al factor de crecimiento PDGF-D o la
familia de PDGF/VEGF, pero no mitogénicas, que no inducen
diferenciación, no inducen migración, no inducen movilidad, no
promueven supervivencia, no promueven tejido conjuntivo, no inducen
la curación de heridas o la proliferación vascular, y se denominan
en el presente documento "variantes que interfieren o forman
dímero con el factor de crecimiento PDGF-D aunque
inactivas".
Un ejemplo de una variante que interfiere o
forma dímero con el factor de crecimiento PDGF-D
aunque inactiva, es cuando el PDGF-D tiene una
mutación que evita la escisión del dominio CUB de la proteína. Se
contempla además que se puede hacer una variante que interfiere o
forma dímero con el factor de crecimiento PDGF-D
aunque inactiva, que comprende un monómero, preferiblemente un
monómero activado de VEGF, VEGF-B,
VEGF-C, VEGF-D,
PDGF-C, PDGF-A,
PDGF-B, PDGF-C, PDGFD o PIGF unido a
un dominio CUB que tiene una mutación que previene la escisión del
dominio CUB de la proteína. Los dímeros formados con las variantes
que interfieren o forman dímero con el factor de crecimiento
PDGF-D aunque inactivas mencionadas antes y los
monómeros unidos al dominio CUB mutante, no serán capaces de unirse
a sus correspondientes receptores.
Una variación que se contempla, sería insertar
un sitio proteolítico entre un monómero activado de VEGF,
VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, PDGF-C,
PDGF-A, PDGF-B,
PDGF-C, PDGFD o PIGF y la unión al dominio CUB
mutante, que dimeriza a un monómero activado de VEGF,
VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, PDGF-C,
PDGF-A, PDGF-B,
PDGF-C, PDGFD o PIGF. Una adición de la o las
proteasas específicas para este sitio proteolítico escindiría el
dominio CUB y liberaría así un dímero activado que después se puede
unir a su receptor correspondiente. De esta forma, es posible la
liberación controlada de un dímero activado.
\newpage
En el presente documento se describe un ácido
nucleico aislado y purificado que codifica un polipéptido o
fragmento de polipéptido. El ácido nucleico puede ser ADN, ADN
genómico, ADNc o ARN, y puede ser monocatenario o bicatenario. El
ácido nucleico se puede aislar de una célula o fuente de tejido, o
de puede ser de origen recombinante o sintético. Debido a la
degeneración del código genético, el experto en la materia apreciará
que son posibles muchas de dichas secuencias codificantes, en las
que cada secuencia codifica la secuencia de aminoácidos mostrada en
la Figura 4 (SEQ ID NO: 4), Figura 6 (SEQ ID NO: 6) o Figura 8 (SEQ
ID NO: 8), o un fragmento o análogo de la misma bioactivo, una
variante que se une al receptor aunque inactiva o parcialmente
inactiva o una variante del mismo que interfiere o forma dímero con
el factor de crecimiento PDGF-D aunque inactiva.
En el presente documento se describen vectores
que comprenden el ADNc de la invención o una molécula de ácido
nucleico de acuerdo con la invención, y células huésped
transformadas o transfectadas con moléculas de ácidos nucleicos o
vectores de la invención. Estos pueden ser de origen eucariota o
procariota. Estas células son particularmente adecuadas para la
expresión del polipéptido de la invención, e incluyen células de
insecto tales como células Sf9, que se pueden obtener en la
American Type Culture Collection (ATCC SRL-171),
transformadas con un vector baculovirus y la línea celular de riñón
embrionario humano 293-EBNA transfectada por un
plásmido de expresión adecuado. En el presente documento se
describen vectores de expresión en los que un ácido nucleico de
acuerdo con la invención se conecta operativamente a uno o más
promotores adecuados y/u otras secuencias de control, de modo que
las células huésped adecuadas transformadas o transfectadas con los
vectores son capaces de expresar el polipéptido de la invención.
Otros vectores son los adecuados para la transfección de células de
mamífero, o para terapia génica, tal como vectores basados en
adenovirus, vaccinia o retrovirus o liposomas. En la materia se
conocen una variedad de dichos vectores.
En el presente documento se describe un
procedimiento para hacer un vector capaz de expresar un polipéptido
codificado por una molécula de ácido nucleico de acuerdo con la
invención, que comprende las etapas de conectar operativamente la
molécula de ácido nucleico a uno o más promotores adecuados y/o
secuencias de control, como se ha descrito antes.
También se describe en el presente documento, un
procedimiento para hacer un polipéptido de acuerdo con la
invención, que comprende las etapas de expresar un ácido nucleico o
vector de la invención en una célula huésped y aislar el
polipéptido de la célula huésped o del medio de cultivo de la célula
huésped.
En el presente documento se describe un
anticuerpo reactivo específicamente con un polipéptido de la
invención o un fragmento del polipéptido. Esto incluye anticuerpos
específicos para las formas variantes, fragmentos inmunorreactivos,
análogos y recombinantes de PDGF-D. Dichos
anticuerpos son útiles como inhibidores o agonistas de
PDGF-D y como agentes de diagnóstico para detectar y
cuantificar PDGF-D. Se pueden usar anticuerpos
monoclonales y policlonales. Los anticuerpos monoclonales y
policlonales se pueden preparar contra polipéptidos de la invención
o fragmentos o análogos de los mismos, usando procedimientos
estándar de la técnica. Además, el polipéptido se puede unir a un
marcador de epítopo, tal como el octapéptido FLAG® (Sigma, St.
Louis, MO), para ayudar a la purificación por afinidad. Para
algunos propósitos, por ejemplo cuando se va a usar un anticuerpo
monoclonal para inhibir los efectos de PDGF-D en
una situación clínica, puede ser conveniente usar anticuerpos
monoclonales quiméricos o humanizados. Dichos anticuerpos se pueden
modificar más por adición de fármaco(s) citotóxico(s).
Los procedimientos para producir estos, incluyendo los
procedimientos de ADN recombinantes, son bien conocidos en la
materia.
Esto también incluye un anticuerpo que reconoce
el PDGF-D y está marcado de forma adecuada.
Los polipéptidos o anticuerpos se pueden marcar
con un marcador detectable y usar con propósitos de diagnóstico.
Igualmente, el polipéptido así marcado se puede usar para
identificar su correspondiente receptor in situ. El
polipéptido o anticuerpo se puede acoplar de forma covalente o no
covalente a un agente de generación de imágenes supermagnético,
paramagnético, de densidad de electrones, ecogénico o radiactivo.
Para usar en ensayos de diagnóstico, se pueden usar marcadores
radiactivos o no radiactivos. Los ejemplos de marcadores radiactivos
incluyen un átomo o grupo radiactivo, tal como ^{125}I o
^{32}P. Los ejemplos de marcadores no radiactivos incluyen
marcadores enzimáticos, tales como peroxidasa de rábano picante y
marcadores fluorimétricos, tales como
fluoresceína-5-isotiocianato (FITC).
El marcaje puede ser directo o indirecto, covalente o no
covalente.
Las aplicaciones clínicas descritas en el
presente documento incluyen aplicaciones de diagnóstico, aceleración
de la angiogénesis en trasplante de tejido u órgano, o estimulación
de curación de heridas, o desarrollo de tejido conjuntivo, o para
establecer la circulación colateral en tejido infartado o estenosis
arterial, tal como la enfermedad arterial coronaria, e inhibición
de la angiogénesis en el tratamiento del cáncer o retinopatía
diabética, e inhibición del remodelado de tejido que tiene lugar
durante la invasión de células tumorales en una población de
células normales por formación de tumores primarios o metastáticos.
La cuantificación de PDGF-D en muestras de biopsia
de cáncer, puede ser útil como indicador del riesgo metastático
futuro.
El PDGF-D también puede ser
importante para una variedad de afecciones de pulmón. Los ensayos de
PDGF-D se podrían usar en el diagnóstico de
trastornos pulmonares. El PDGF-D también podría
usarse en el tratamiento de trastornos de pulmón para mejorar la
circulación sanguínea en el pulmón y/o el intercambio gaseoso entre
los pulmones y el torrente sanguíneo. Igualmente, el
PDGF-D se podría usar para mejorar la circulación
sanguínea al corazón y la permeabilidad del O_{2} gaseoso en
casos de insuficiencia cardiaca. De una forma similar, el
PDGF-D podría usarse para mejorar el flujo sanguíneo
y el intercambio gaseoso en enfermedades obstructivas crónicas de
las vías aéreas.
En el presente documento se describe un
procedimiento de estimulación de la angiogénesis, linfangiogénesis,
neovascularización, desarrollo de tejido conjuntivo y/o curación de
heridas en un mamífero que necesite dicho tratamiento, que
comprende la etapa de administrar una dosis eficaz de
PDGF-D, o un fragmento o un análogo del mismo que
tiene la actividad biológica de PDGF-D, a un
mamífero. Opcionalmente, el PDGF-D o fragmento o
análogo del mismo se puede administrar junto con o conjuntamente con
uno o más de VEGF, VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, P1GF, PDGF-A,
PDGF-B, PDGF-C, FGF y/o
heparina.
Por el contrario, se podrían usar los
antagonistas de PDGF-D (p. ej., anticuerpos y/o
inhibidores competitivos o no competitivos de la unión de
PDGF-D tanto en la formación de dímero como en la
unión al receptor) para tratar afecciones, tales como insuficiencia
cardiaca congestiva, que implican la acumulación de fluido, por
ejemplo, en el pulmón como resultado del aumento de la permeabilidad
vascular, ejerciendo un efecto de compensación en la permeabilidad
vascular, con el fin de contrarrestar la acumulación de fluido. La
administración de PDGF-D podría usarse para tratar
síndromes de malabsorción en el tracto intestinal, hígado o riñones,
como resultado de sus actividades de aumento de la circulación
sanguínea y aumento de la permeabilidad vascular.
En el presente documento, se describe un
procedimiento para inhibir la angiogénesis, linfoangiogénesis,
neovascularización, desarrollo del tejido conjuntivo y/o curación
de heridas en un mamífero que necesite dicho tratamiento, que
comprende la etapa de administrar una cantidad eficaz de un
antagonista de PDGF-D al mamífero. El antagonista
puede ser cualquier agente que prevenga la acción del
PDGF-D, previniendo la unión del
PDGF-D a su correspondiente factor en la célula
diana, o previniendo la activación del receptor, tal como usando
variantes del PDGF-D de unión al receptor. Los
antagonistas adecuados incluyen, pero sin limitar, anticuerpos
dirigidos contra el PDGF-D; inhibidores
competitivos o no competitivos de unión del PDGF-D
al(los) receptor(es) del PDGF-D, tal
como las variantes del PDGF-D que se unen al
receptor o que forman dímero de PDGF-D pero no
mitogénicas, a las que se ha hecho referencia antes; y secuencias
de nucleótidos antisentido como se describe a continuación.
En el presente documento, se describe un
procedimiento para determinar los agentes que se unen a una forma
truncada activada del PDGF-D. El procedimiento
comprende poner en contacto una forma truncada activada del
PDGF-D con un agente de ensayo y hacer el
seguimiento de la unión por cualquier adecuado. Los agentes pueden
incluir tanto compuestos como otras proteínas.
También se describe un sistema de selección para
descubrir agentes que se unen a una forma truncada inactivada del
PDGF-D. El sistema de selección comprende preparar
una forma truncada activada del PDGF-D, exponer la
forma truncada activada del PDGF-D a un agente de
ensayo, y cuantificar la unión de dicho agente a la forma truncada
activada del PDGF-D por cualquier medio adecuado.
Este sistema de selección también se puede usar para identificar
agentes que inhiben la escisión proteolítica de la proteína de
PDGF-D de longitud entera y por lo tanto, previene
la liberación de la forma truncada activada del
PDGF-D. Para este uso, se puede preparar el
PDGF-D de longitud entera.
El uso del sistema de selección proporciona un
medio para determinar compuestos que pueden alterar la función
biológica del PDGF-D. Este procedimiento de
selección se puede adaptar a procedimientos automáticos a gran
escala, tales como un sistema PANDEX® (Baxter-Dade
Diagnostics), que permite la selección eficaz de un alto volumen de
potenciales agentes terapéuticos.
Para este sistema de selección, se prepara una
forma truncada activada del PDGF-D o el
PDGF-D de longitud entera como se describe en el
presente documento, preferiblemente usando tecnología de ADN
recombinante. Se introduce un agente de ensayo, p. ej., un
compuesto o proteína en un recipiente de reacción que contiene la
forma truncada activada o la de longitud entera del
PDGF-D. La unión del agente de ensayo a la forma
truncada activada o la de longitud entera del
PDGF-D se determina por cualquier medio adecuado que
incluye, pero sin limitar, el marcaje radiactivo o químico del
agente de ensayo. La unión de la forma truncada activada o la de
longitud entera del PDGF-D también se puede llevar a
cabo por un procedimiento descrito en la patente de EE.UU.
5.585.277. En este procedimiento, la unión del agente de ensayo a la
forma truncada activada o la de longitud entera del
PDGF-D se evalúa siguiendo la relación de proteína
plegada a proteína desplegada. Los ejemplos de este seguimiento
pueden incluir, pero sin limitar, el seguimiento de la sensibilidad
de la forma truncada activada o la de longitud entera del
PDGF-D a una
proteasa, o de la facilidad de unión de la proteína por un anticuerpo específico contra el estado plegado de la proteína.
proteasa, o de la facilidad de unión de la proteína por un anticuerpo específico contra el estado plegado de la proteína.
Los expertos en la materia reconocerán que los
valores de CI_{50} dependen de la selectividad del agente
ensayado. Por ejemplo, un agente con una CI_{50} que es menor que
10 nM, generalmente se considera que es un excelente candidato para
la terapia de fármacos. Sin embargo, un agente que tiene una
afinidad menor, pero es selectivo para una diana particular, puede
ser un candidato incluso mejor. Los expertos en la materia
reconocerán que cualquier información en relación con el potencial
de unión, actividad inhibidora o selectividad de un agente
particular, es útil frente al desarrollo de productos
farmacéuticos.
Cuando se va a usar un PDGF-D o
antagonista de PDGF-D para propósitos terapéuticos,
la o las dosis y ruta de administración dependerán de la naturaleza
del paciente y la afección que se va a tratar, y estarán
determinados por el criterio del médico o veterinario que atiende.
Las vías adecuadas incluyen la oral, inyección subcutánea,
intramuscular, intraperitoneal o intravenosa, parenteral, aplicación
tópica, implantes, etc. La aplicación tópica del
PDGF-D se puede usar de una forma análoga al VEGF.
Cuando se usa para curar heridas u otro uso en el que la
angiogenesis potenciada es ventajosa, se administra una cantidad
eficaz de la forma activa truncada del PDGF-D a un
organismo que lo necesite, en una dosis entre aproximadamente 0,1 y
1000 \mug/kg de peso corporal.
El PDGF-D o antagonista de
PDGF-D se puede usar en combinación con un vehículo
farmacéutico adecuado. Las composiciones resultantes comprenden una
cantidad terapéuticamente eficaz de PDGF-D o un
antagonista de PDGF-D, y una sal del mismo no
tóxica y farmacéuticamente aceptable, y un vehículo o adyuvante
sólido o líquido farmacéuticamente aceptable. Los ejemplos de dicho
vehículo o adyuvante incluyen, pero no sin limitar, disolución
salina, disolución salina tamponada, disolución de Ringer, aceite
mineral, talco, almidón de maíz, gelatina, lactosa, sacarosa,
celulosa microcristalina, caolín, manitol, fosfato dicálcico,
cloruro sódico, ácido algínico, dextrosa, agua, glicerol, etanol,
espesantes, estabilizantes, agentes de suspensión y combinaciones de
los mismos. Dichas composiciones pueden estar en forma de
disoluciones, suspensiones, comprimidos, cápsulas, cremas, bálsamos,
elixires, jarabes, obleas, pomadas u otras formas convencionales.
La formulación se adecúa al modo de administración. Las
composiciones que comprenden PDGF-D pueden
comprender además opcionalmente uno o más de PDGF-A,
PDGF-B, PDGF-C, VEGF, VEGFB,
VEGF-C, VEGF-D, PIGF y/o heparina.
Las composiciones que comprenden PDGF-D contendrán
de aproximada-
mente 0,1% a 90% en peso del o de los compuestos activos, y más generalmente de aproximadamente 10% a 30%.
mente 0,1% a 90% en peso del o de los compuestos activos, y más generalmente de aproximadamente 10% a 30%.
Para preparaciones intramusculares, una
formulación estéril, preferiblemente una forma de sal soluble
adecuada de la forma activa truncada del PDGF-D,
tal como la sal de hidrocloruro, se puede disolver y administrar en
un diluyente farmacéutico tal como agua exenta de pirógenos
(destilada), disolución salina fisiológica o disolución de glucosa
al 5%. Una forma insoluble adecuada del compuesto se puede preparar
y administrar en forma de una suspensión en una base acuosa o una
base de aceite farmacéuticamente aceptable, p. ej., un éster de un
ácido graso de cadena larga, tal como oleato de etilo.
En el presente documento se describen
dispositivos de diagnóstico/pronóstico normalmente en forma de kits
de ensayo. Por ejemplo, un kit de ensayo de diagnóstico/pronóstico
comprende un anticuerpo contra PDGF-D y un medio
para detectar, y más preferiblemente evaluar, la unión entre el
anticuerpo y el PDGF-D. En uno de dichos
dispositivos de diagnóstico/pronóstico se proporciona un segundo
anticuerpo (el anticuerpo secundario) dirigido contra anticuerpos
del mismo isotipo y fuente animal que el anticuerpo dirigido contra
el PDGF-D (el anticuerpo primario). El anticuerpo
secundario se acopla directa o indirectamente a un marcador
detectable, y después un anticuerpo primario no marcado o
PDGF-D se une al sustrato, de forma que la
interacción de PDGF-D/anticuerpo primario se puede
establecer determinando la cantidad de marcador unido al sustrato
por seguimiento de la unión entre el anticuerpo primario y el
PDGF-D y la posterior unión del anticuerpo
secundario marcado al anticuerpo primario. El dispositivo de
diagnóstico/pronóstico se puede proporcionar en forma de un kit de
ensayo de inmunoabsorción con enzimas ligadas (ELISA)
convencional.
Un dispositivo de diagnóstico/pronóstico puede
comprender medios para la reacción en cadena de la polimerasa para
establecer diferencias de secuencia de un PDGF-D de
un sujeto de ensayo, y comparar esta estructura de secuencia con la
descrita en esta solicitud con el fin de detectar cualquier
anomalía, con vista a establecer si alguna aberración en la
expresión de PDGF-D está relacionada con un estado
patológico dado.
Además, un dispositivo de diagnóstico/pronóstico
puede comprender un medio de generación de polimorfismo en la
longitud de los fragmentos de restricción (RFLP) usando enzimas de
restricción y ADN genómico de un individuo de ensayo para generar
un patrón de bandas de ADN en un gel y comparar este patrón con el
descrito en esta solicitud con el fin de detectar cualquier
anomalía, en vista a establecer si alguna aberración en la expresión
del PDGF-D está relacionada con un estado
patológico dado.
En el presente documento también se describe un
procedimiento para detectar aberraciones en la estructura génica
del PDGF-D en un sujeto de ensayo, que puedan estar
asociadas con un estado patológico en el sujeto de ensayo. Este
procedimiento comprende proporcionar una muestra de ADN de dicho
sujeto de ensayo; poner en contacto la muestra de ADN con un
conjunto de cebadores específico de un ADN de PDGF-D
operativamente acoplado a una polimerasa y amplificar
selectivamente el ADN del PDGF-D de la muestra por
reacción en cadena de la polimerasa, y comparar la secuencia de
nucleótidos del ADN del PDGF-D amplificado de la
muestra con las secuencias de nucleótidos mostradas en la Figura 3
(SEQ ID NO: 3), Figura 5 (SEQ ID NO: 5) o Figura 7 (SEQ ID NO: 7).
El kit de ensayo puede comprender además una pareja de cebadores
específicos para el ADN del PDGF-D operativamente
acoplado a una polimerasa, en el que dicha polimerasa es capaz de
amplificar selectivamente el ADN del PDGF-D a
partir de una muestra de ADN.
También se describe un procedimiento para
detectar el PDGF-D en una muestra biológica, que
comprende la etapa de poner en contacto la muestra con un reactivo
capaz de unirse al PDGF-D, y detectar la unión.
Preferiblemente, el reactivo capaz de unirse al
PDGF-D es un anticuerpo dirigido contra el
PDGF-D, en particular un anticuerpo monoclonal. La
unión y/o extensión de la unión se detecta mediante un marcador
detectable; más adelante se discuten marcadores adecuados.
En el presente documento se describe un dímero
de proteína que comprende el polipéptido del PDGF-D,
en particular un dímero unido por disulfuro. Los dímeros de
proteína pueden incluir tanto homodímeros del polipéptido de
PDGF-D como heterodímeros de PDGF-D
y VEGF, VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, PIGF, PDGF-A,
PDGF-B o PDGF-C.
En el presente documento se describe un
procedimiento para aislar el PDGF-D, que comprende
la etapa de exponer una célula que expresa el
PDGF-D a heparina para facilitar la liberación del
PDGF-D de la célula, y purificar el
PDGF-D así liberado.
Un procedimiento adicional descrito en el
presente documento, implica proporcionar un vector que comprende
una secuencia de nucleótidos antisentido que es complementaria a al
menos una parte de una secuencia de ADN que codifica el
PDGF-D o un fragmento o análogo del mismo, que tiene
la actividad biológica de PDGF-D. Además, la
secuencia de nucleótidos antisentido puede ser de la región del
promotor del gen del PDGF-D u otra región no
codificante del gen que se pueda usar para inhibir, o al menos
mitigar, la expresión del PDGF-D.
Dicho vector que comprende una secuencia
antisentido se puede usar para inhibir, o al menos mitigar, la
expresión del PDGF-D. El uso de un vector de este
tipo para inhibir la expresión del PDGF-D está
favorecido en casos en los que la expresión del
PDGF-D está asociada con una enfermedad, por
ejemplo, cuando los tumores producen PDGF-D con el
fin de proporcionar angiogénesis, o el remodelado de tejido que
tiene lugar durante la invasión de células tumorales en una
población de células normales por la formación de tumor primario o
metastático. La transformación de dichas células tumorales con un
vector que contiene una secuencia de nucleótidos antisentido
suprimiría o retardaría la angiogénesis, y por lo tanto inhibiría o
retardaría el crecimiento del tumor o remodelado de tejido.
También se describe en el presente documento el
descubrimiento de que la proteína de PDGF-D de
longitud entera es probable que sea un factor de crecimiento
latente que necesita ser activado por procesamiento proteolítico
para liberar un dominio de homología de PDGF/VEGF activo. Se
encuentra un sitio proteolítico putativo en los restos
255-258 en la proteína de longitud entera, restos
-RKSK- (SEQ ID NO: 9). Este es un patrón dibásico. El sitio
proteolítico putatitvo de -RKSK- (SEQ ID NO: 9) también se encuentra
en PDGF-A, PDGF-B,
VEGF-C y VEGF-D. En estas 4
proteínas, el sitio proteolítico putativo también se encuentra justo
antes del dominio mínimo para el dominio de homología de PDGF/VEGF.
Estos hechos en conjunto indican que este es el sitio
proteolítico.
Las proteasas incluyen, pero sin limitar,
plasmina, Factor X y enteroquinasa. El dominio CUB
N-terminal puede funcionar como un dominio
inhibidor que se puede usar para guardar el PDGF-D
en una forma latente en algún compartimento extracelular y que se
elimina por proteolisis limitada cuando es necesario el
PDGF-D.
En el presente documento se describe un
procedimiento para producir una forma truncada activada del
PDGF-D o para regular la especificidad de unión al
receptor del PDGF-D. Estos procedimientos comprenden
las etapas de expresar un vector de expresión que comprende un
polinucleótido que codifica un polipéptido que tiene la actividad
biológica de PDGF-D y suministrar una cantidad
proteolítica de al menos una enzima para procesar el polipéptido
expresado, para generar la forma truncada activada del
PDGF-D.
Se describe un procedimiento para activar
selectivamente un polipéptido que tiene una actividad de factor de
crecimiento. Este procedimiento comprende la etapa de expresar un
vector de expresión que comprende un polinucleótido que codifica un
polipéptido que tiene actividad de factor de crecimiento, un dominio
CUB y un sitio proteolítico entre el polipéptido y el dominio CUB,
y suministrar una cantidad proteolítica de al menos una enzima para
procesar el polipéptido expresado para generar el polipéptido
activado que tiene una actividad de factor de crecimiento.
En el presente documento se describe el
aislamiento de una molécula de ácido nucleico que codifica un
polipéptido que tiene la actividad biológica de
PDGF-D y un polipéptido del mismo que comprende el
sitio proteolítico que tiene la secuencia de aminoácidos RKSK (SEQ
ID NO: 9) o una secuencia de aminoácidos estructuralmente
conservada de la misma.
También se describe en el presente documento un
dímero aislado, que comprende un monómero activado del
PDGF-D y un monómero activado de VEGF,
VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, PDGF-D,
PDGF-A, PDGF-B,
PDGF-C o PIGF unido a un dominio CUB, o
alternativamente, un monómero activado de VEGF,
VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, PDGF-D,
PDGF-A, PDGF-B o PIGF y un monómero
activado de PDGF-D unido a un dominio CUB. El dímero
aislado puede o no incluir un sitio proteolítico entre el monómero
activador y la unión al dominio CUB.
Los polinucleótidos tales como los descritos
antes, fragmentos de esos polinucleótidos y variantes de esos
polinucleótidos con suficiente similitud con la cadena no
codificante de esos polinucleótidos para hibridar con estos en
condiciones restrictivas, son todos útiles para identificar,
purificar y aislar polinucleótidos que codifican otras formas de
mamífero, no humanas, del PDGF-D. Las siguientes son
condiciones de hibridación restrictivas de ejemplo: hibridación a
42ºC en 5X SSC, NaPO_{4} 20 mM, pH 6,8, formamida al 50%; y lavado
a 42ºC en 0,2X SSC. Los expertos en la materia entienden que es
conveniente variar estas condiciones basadas empíricamente en la
longitud y el contenido de bases de nucleótidos GC de las secuencias
que van a hibridar, y que existen fórmulas para determinar dicha
variación. Véase por ejemplo, Sambrook y col, "Molecular Cloning:
A Laboratory Manual", Second Edition, páginas
9.97-9.51, Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring
Harbor Laboratory (1989).
Además, los polinucleótidos aislados y
purificados que codifican otras formas de PDGF-D de
mamífero, no humanas, también son aspectos de la invención, como
los son los polipéptidos codificados por ellos y anticuerpos que
son específicamente inmunorreactivos con las variantes de
PDGF-D no humanas. Por lo tanto, la invención
incluye un polipéptido de PDGF-D de mamífero
aislado y purificado y también un polinucleótido aislado y
purificado que codifica dicho polipéptido.
Se entenderá claramente que los ácido nucleicos
y polinucleótidos de la invención se pueden preparar por medios
sintéticos o por medios recombinantes, o se pueden purificar de
fuentes naturales.
Se entenderá claramente que para los propósitos
de esta memoria descriptiva, la palabra "que comprende"
significa "incluido pero no limitado". Se aplica el
significado correspondiente a la palabra "comprende".
\vskip1.000000\baselineskip
la fig. 1 (SEQ ID NO: 1) muestra una secuencia
de nucleótidos que incluye una secuencia del ADNc que codifica la
parte C-terminal del PDGF-D humano
(hPDGF-D). Los nucleótidos que codifican el
fragmento parcial del hPDGF-D son del 1 al 198;
la fig. 2 muestra la secuencia de aminoácidos
parcial deducida del hPDGF-D (66 restos de
aminoácidos- SEQ ID NO: 2) derivada de los nucleótidos 1 al 198 de
la figura 1;
la fig. 3 (SEQ ID NO: 3) muestra una secuencia
extendida de un ADNc humano parcial que codifica el
hPDGF-D. La secuencia de ADNc traducida es de los
nucleótidos 1 al 600;
la fig. 4 muestra la secuencia de aminoácidos
parcial deducida del hPDGF-D (200 restos de
aminoácidos-SEQ ID NO: 4) derivada de los
nucleótidos 1 al 600 de la figura 3;
la fig. 5 muestra también otra secuencia
extendida de nucleótidos de un ADNc humano parcial. Los nucleótidos
que codifican el hPDGF-D de longitud entera truncado
en 5' son del 1 al 966 (SEQ ID NO: 5);
la fig. 6 muestra la secuencia de aminoácidos
parcial deducida del hPDGF-D (322
restos-SEQ ID NO: 6) derivada de los nucleótidos 1
al 966 de la figura 5;
la fig. 7 (SEQ ID NO: 7) muestra la secuencia
de nucleótidos completa del ADNc que codifica un
hPDGF-D (1116 pb) y
la fig. 8 muestra la secuencia de aminoácidos
deducida del hPDGF-D de longitud entera codificada
por el mismo, que consiste en 371 restos de aminoácido (SEQ ID NO:
8);
la fig. 9 muestra un alineamiento de secuencias
de aminoácidos del dominio de homología de PDGF/VEGF en el
hPDGF-D con varios factores de crecimiento que
pertenecen a la familia de PDGF/VEGF (SEQ ID NO:
10-18, respectivamente);
la fig. 10 muestra un árbol filogenético de
varios factores de crecimiento que pertenecen a la familia de
PDGF/
VEGF;
VEGF;
la fig. 11 proporciona el alineamiento de la
secuencia de aminoácidos del dominio CUB presente en el
hPDGF-D (SEQ ID NO: 19) y otros dominios CUB
presentes en la proteína morfogénica ósea humana 1
(hBMP-1, dominios CUB CUB1-3) (SEQ
ID NO: 20-22, respectivamente) y en la neuropilina
humana (2 dominios CUB) (SEQ ID NO: 23-24,
respectivamente);
la fig. 12 muestra que el medio condicionado
(CM) que contiene el PDGF-D truncado estimula la
fosforilación de la tirosina de los receptores beta del
PDGF-D en células PAE-1; y
la fig. 13 proporciona una representación
gráfica de los resultados que muestran que el medio condicionado
(CM) que contiene el PDGF-D truncado compite por la
unión con los homodímeros PDGF-BB para los
receptores beta de PDGF-D, pero no con los
homodímeros PDGF-AA para los receptores alfa del
PDGF.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra una secuencia de nucleótidos
de ADNc humano que codifica una parte C-terminal de
un nuevo factor de crecimiento, denominado en el presente documento
PDGF-D (antes VEGF-G). El
PDGF-D es un nuevo miembro de la familia de
PDGF/VEGF. La secuencia de nucleótidos de la figura 1 (SEQ ID NO: 1)
se obtuvo de una secuencia EST humana (id. AA488780) en la base de
datos dbEST en el NCBI en Washington, DC. Los nucleótidos 1 a 198
del ADNc de la figura 1 (SEQ ID NO: 1) codifica un polipéptido de 66
aminoácidos (Figura 2-SEQ ID NO: 2) que muestra
algo de similitud de secuencia con los miembros conocidos de la
familia de PDGF/VEGF.
La secuencia de aminoácidos del polipéptido
codificado por los nucleótidos 1 a 198 del polinucleótido de la
figura 1 (SEQ ID NO: 1) se muestra en la Figura 2 (SEQ ID NO:
2).
Para generar más información de la secuencia del
PDGF-D humano, se cribó una genoteca de ADNc de
\lambdagt10 de pulmón fetal humano, usando una sonda generada por
la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), de 327 pb, basado en
la secuencia de EST identificada originalmente. La sonda se generó a
partir del ADN de una genoteca de ADNc de pulmón fetal humano
disponible en el comercio (Clontech) que se amplificó por PCR usando
2 cebadores derivados del EST identificado (AI488780). Los
cebadores eran:
\newpage
5'-GTCGTGGAACTGTCAACTGG | (directo) | (SEQ ID NO: 26) y | |
5'-CTCAGCAACCACTTGTGTTC | (inverso) | (SEQ ID NO: 27). | |
El fragmento de 327 pb amplificado se clonó en
el vector pCR2.1 (Invitrogen). La secuenciación de nucleótidos
verificó que el inserto correspondía a EST. El cribado identificó
varios clones positivos. Los insertos de 2 de estos clones, los
clones 5 y 8, se subclonaron en pBluescript y se sometieron a
secuenciación de nucleótidos usando cebadores internos o
específicos del vector. Las secuencias de nucleótidos determinadas
eran idénticas en ambos clones, y se muestran en la Figura 3 (SEQ
ID NO: 3). La región codificante del polinucleótido de 690 pb son
los nucleótidos 1-600 (SEQ ID NO: 3) que codifica
una parte grande del hPDGF-D con excepción del
extremo 5'. Esta parte del hPDGF-D incluye el
fragmento bioactivo del hPDGF-D. La secuencia de
aminoácidos parcial deducida de hPDGF-D (200
restos-SEQ ID NO: 4) derivada de los nucleótidos 1 a
600 de la Figura 3 (SEQ ID NO: 3) se muestra en la Figura 4 (SEQ ID
NO: 4).
La secuenciación de nucleótidos extendida de los
clones de ADNc del PDGF-D humano de esta genoteca de
ADNc de pulmón fetal humano ha proporcionado una secuencia
adicional. La Figura 5 (SEQ ID NO: 5) muestra una secuencia de
nucleótidos de un ADN humano parcial (1934 pb) que codifica el
hPDGF-D. La región que codifica el polinucleótido
de 1934 pb son los nucleótidos 1 a 966 que codifican el
hPDGF-D excepto el extremo 5' del polipéptido. La
secuencia de aminoácidos parcial deducida del
hPDGF-D (322 restos-SEQ ID NO: 6)
derivada de los nucleótidos 1 a 966 de la Figura 5 (SEQ ID NO: 5)
se muestra en la Figura 6 (SEQ ID NO: 6).
La Figura 7 (SEQ ID NO: 7) muestra la secuencia
de polinucleótidos del ADNc que codifica un hPDGF-D
de longitud entera. La región que codifica el
PDGF-D tiene 1116 pb. La secuencia de aminoácidos
deducida del hPDGF-D de longitud entera es de 371
restos de aminoácido (SEQ ID NO: 8).
La secuencia del extremo 5' del
PDGF-D de longitud entera se obtuvo usando la PCR
para amplificación rápida de extremos de ADNc (RACE), y clones que
contenían ADNc de corazón humano (Marathon-ReadyTM
cDNA, Clontech, nº cat. 7404-1). Estos clones de
ADNc tienen una secuencia adaptadora unida al extremo 5' de cada
clon, que incluye un sitio para el cebador llamado Cebador
adaptador 1 (Clontech: 5'9 CCATCCTAATACGACTCACTATAGGGC 3'9) (SEQ ID
NO:_28). Este cebador y un segundo cebador 5' AGTGGGATCCGTTACTGA
TGGAGAGTTAT 3' (SEQ ID NO: 29) se usaron para amplificar la
secuencia encontrada en el extremo 5' del PDGF-D. En
la reacción de la PCR se usó una mezcla de polimerasa especial
(Advantage <<-GC cDNA PCR Kit, Clontech, nº cat.
K1907-1). La mezcla de reacción incluía (en
microlitros):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El extremo 5' del PDGF-D se
amplificó durante 31 ciclos, 5 ciclos consistían en 45 s de
desnaturalización a 94ºC y 4 min de extensión a 72ºC, 5 ciclos
consistían en 45 s de desnaturalización a 94ºC y 4 min de extensión
a 70ºC, y 5 ciclos consistían en 45 s de desnaturalización a 94ºC y
4 min de extensión a 68ºC, y una etapa inicial de desnaturalización
a 99ºC durante 2 min. A partir de esta PCR, se obtuvo un producto de
aproximadamente 790 pb de longitud. Este producto se llevó a un gel
de agarosa al 1%, se purificó (kit de gel de extracción QIAquick,
Qiagen, nº cat. 28706) del gel, se clonó en un vector (kit de
clonación TOPO TA, Invitrogen) y se transformó en bacterias (E.
Coli). Las bacterias transformadas se cultivaron en placa y se
incubaron a 37ºC durante la noche. Se cogieron colonias
individuales y se cultivaron en medio de nueva aportación durante la
noche. Los plásmidos se prepararon (kit QIAprep Spin Miniprep,
Qiagen, nº cat. 27106) y se secuenciaron con los cebadores
plasmídicos, T7 y M13R. El resultado de esta secuenciación fue que
se obtuvieron 312 pb de secuencia de PDGF-D
previamente desconocida. El resto de la secuencia (478 pb) era
idéntica a la secuencia obtenida previamente a partir de otros
clones de ADNc del PDGF-D.
La figura 9 muestra el alineamiento de
secuencias de aminoácidos del dominio de homología de PDGF/VEGF del
PDGF-D (encontrado en la región
C-terminal del polipéptido) con los dominios de
homología de PDGF/VEGF de miembros de la familia de PDGF/VEGF,
VEGF_{165}, PlGF-2,
VEGF-B_{167}, Pox Orf VEGF,
VEGF-C, VEGF-D,
PDGF-A y PDGF-B (SEQ ID NO:
10-18, respectivamente). Algunas de las secuencias
de aminoácidos en las regiones N y C-terminales en
VEGF-C y VEGF-D se han suprimido en
esta figura. Se introdujeron huecos para optimizar el alineamiento.
Este alineamiento se generó usando la herramienta de alineamiento
MEGALIGN basada en el procedimiento de J. Hein, (Methods
Enzymol. 1990, 183, 626-45) La tabla de pesos
PAM de 250 restos se usa con una penalización por hueco de 11 y una
penalización por longitud de hueco de 3 y un valor de
K-tuplas de 2 en los alineamientos en pares. El
alineamiento después se refina manualmente, y se calcula el número
de identidades en las regiones disponibles para una comparación.
Los restos encuadrados indican aminoácidos que se corresponden con
el VEGF-D en 2 unidades de distancia.
El alineamiento muestra que
PDGF-D tiene el patrón esperado de restos cisteína
invariantes, una marca de los miembros de esta familia, con 2
excepciones. La primera excepción ocurre entre la cisteína 3 y 4.
Normalmente estas 2 cisteínas están separadas por 2 restos y con el
PDGF-D hay una inserción de 3 aminoácidos extra
(NCA). Esta característica de la secuencia en el
PDGF-D fue inesperada. La segunda es que la quinta
cisteína invariante encontrada en los otros miembros de la familia
de PDGF/VEGF no se conservaba en el PDGF-D. Esta
característica es única del PDGF-D.
Basándose en los alineamientos de secuencias de
aminoácidos en la figura 9, se construyó un árbol filogenético y se
muestra en la figura 10. Los datos muestran que el PVDH del
PDGF-D está estrechamente relacionado con los PVDH
del VEGF-C y VEGF-D.
\vskip1.000000\baselineskip
La región N-terminal de la
secuencia de aminoácidos parcial del PDGF-D de la
figura 11 (restos 54-171) (SEQ ID NO: 8) tiene un
segundo dominio de proteína distinto que se denomina dominio CUB
(Bork y Beckmann, J. Mol. Biol., 1993, 231,
539-545). Este dominio de aproximadamente 115
aminoácidos se identificó originalmente en factores de complemento
Clr/Cls, pero recientemente se ha identificado en varias otras
proteínas extracelulares incluyendo moléculas de señalización tales
como la proteína morfogénica ósea 1 (BMP-1) (Wozney
y col., Science, 1988 242, 1528-1534) así
como en varias moléculas receptoras tales como
neuropilina-1 (NP-1) (Soker y col.,
Cell, 1998, 92, 735-745). Las funciones de
los dominios CUB no están claras pero podrían participar en
interacciones de proteína-proteína o en
interacciones con carbohidratos incluyendo proteoglucano de sulfato
de heparina. Estas interacciones pueden tener una función en la
activación proteolítica del PDGF-D.
Como se muestra en la figura 11, se alinearon
las secuencias de aminoácidos de varias proteínas que contienen
CUB. Los resultados muestran que el único dominio CUB en el
PDGF-D humano (SEQ ID NO: 19) presenta una identidad
significativa con los dominios CUB más estrechamente relacionados.
Se muestran las secuencias de BMP-1, con 3 dominios
CUB (CUB 1-3) (SEQ ID NO: 20-22,
respectivamente) y la neuropilina-1 humana con 2
dominios CUB (CUB 1-2) (SEQ ID NO:
23-24, respectivamente). Este alineamiento se generó
como se ha descrito
antes.
antes.
\vskip1.000000\baselineskip
Para investigar la expresión tisular del
PDGF-D en varios tejidos humanos, se hizo una
transferencia Northern usando una transferencia Multiple Tissue
Northern (MTN, Clontech) comercial. Las transferencias se hibridaron
de acuerdo con las instrucciones del proveedor usando disolución
ExpressHyb a 68ºC durante 1 hora (condiciones de restricción alta),
y se hibridaron con la sonda de 327 pb generada por PCR a partir de
la genoteca de ADNc de pulmón fetal humano (véase la descripción
anterior). Las transferencias posteriormente se lavaron a 50ºC en
2X SSC con SDS al 0,05% durante 30 minutos y a 50ºC en 0,1X SSC con
SDS al 0,1% durante 40 minutos adicionales. Después las
transferencias se pusieron sobre una película y se expusieron a
-70ºC. Los resultados, resumidos en la tabla 1, mostraron que la
expresión de los transcritos de PDGF-D eran más
abundantes en el corazón, páncreas y ovario, mientras que se
observaron niveles menores en la placenta, hígado, riñón, próstata y
testículos. El transcrito de PDGF-D humano era
aproximadamente de 4 kb de longitud.
Para evaluar las interacciones entre un
PDGF-D truncado y los receptores de VEGF, se ensayó
la capacidad del PDGF-D truncado para unirse a
proteínas de fusión con Ig solubles, que contenían los dominios
extracelulares de VEGFR-1, VEGFR-2
y VEGFR-3 humanos (Olofsson y col., Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 1998, 95, 11709-11714). Se
generó un vector de expresión que codificaba el dominio de homología
de PDGF/VEGF del PDGF-D en el vector pSecTag
(Invitrogen). Se usaron los cebadores
5'-CCCAAGCTTGAAGATCTTGAGAATAT 3' (directo) (SEQ ID
NO: 30) y 5'-TGCTCTAGATCGAGGTGGTCTT 3' (inverso)
(SEQ ID NO: 31) para amplificar un fragmento de 429 pb (nucleótidos
556 a 966 en la Figura 5) (SEQ ID NO: 5) que codifica los restos de
aminoácidos 186 a 322 de la Figura 6 (SEQ ID NO: 6). Posteriormente
el fragmento se clonó en un vector de expresión hecho digerir con
HindIII y XbaI. Se transfectaron células COS con el vector de
expresión que codifica el PDGF-D truncado o un
vector de control, usando precipitación con fosfato cálcico. El
polipéptido expresado incluía un marcador c-myc
C-terminal y un marcador 6X His (ambos derivados
del vector pSecTag).
Las proteínas de fusión con Ig, denominadas
VEGFR-1-Ig,
VEGFR-2-Ig y
VEGFR-3-Ig, se expresaron
transitoriamente en células 293 EBNA humanas. Todas las proteínas
de fusión con IG eran VEGFR humanos. Las células se incubaron
durante 24 horas después de la transfección, se lavaron con medio
Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) que contenía albúmina de suero
bovino (BSA) al 0,2% y se privaron de alimento durante 24 horas. Las
proteínas de fusión después se hicieron precipitar del medio
condicionado clarificado usando perlas de proteína
A-Sepharosa (Pharmacia). Estas perlas se combinaron
con 100 microlitros de 10X tampón de unión (BSA al 5%, Tween 20 al
0,2% y heparina 10 \mug/ml) y 900 microlitros de medio
condicionado preparado a partir de células COS transfectadas con el
vector de expresión para el PDGF-D truncado o el
vector de control. Después, las células se marcaron metabólicamente
con ^{35}S-cisteína y metionina (Promix, Amersham)
durante 4 a 6 horas. Después de 2,5 horas, a temperatura ambiente,
las perlas de Sepharosa se lavaron 3 veces con tampón de unión a
4ºC, una vez con disolución salina tamponada con fosfato (PBS) y se
hirvieron en tampón de SDS-PAGE. Las proteínas
marcadas que se habían unido a las proteínas de fusión con Ig se
analizaron por SDS-PAGE en condiciones reductoras.
Las proteínas radiomarcadas se detectaron usando un analizador
PhosphorImager y/o sobre película. En todos estos análisis, el
PDGF-D radiomarcado no mostró ninguna interacción
con ninguno de los receptores de VEGF. Estos resultados indican que
el PDGF-D truncado secretado no se une a los
receptores de VEGF R1, R2 y R3.
\vskip1.000000\baselineskip
Para ensayar si el PDGF-D
produce aumento de fosforilación del receptor beta del
PDGF-D, se ensayó la capacidad del
PDGF-D truncado para unirse al receptor beta del
PDGF-D y estimular la mayor fosforilación. Células
endoteliales aórticas porcinas 1 (PAE-1) privadas
de suero que expresaban establemente el receptor beta de
PDGF-D humano Eriksson y col., EMBO J.,
1992, 11, 543-550) se incubaron sobre hielo durante
90 minutos con una disolución de medio condicionado mezclado con un
volumen igual de PBS complementado con BSA 1 mg/ml. El medio
condicionado se preparó a partir de células COS transfectadas con
vectores de expresión para PDGF-A o
PDGF-D truncado (como se hace en el ejemplo 1), o
un vector de control simulado. Veinticuatro horas después de
transfección, el medio se sustituyó por medio exento de suero que
contenía albúmina de suero 1 mg/ml. El medio condicionado se
recogió después de 48 horas adicionales de incubación. Sesenta
minutos después de la adición del medio condicionado, las células
se lisaron en tampón de lisis (tris-HCl 20 mM pH
7,5, Triton X-100 al 0,5%, ácido desoxicólico al
0,5%, EDTA 10 mM, ortovanadato 1 mM, PMSF 1 mM, Trasilol al 1%). Los
receptores beta del PDGF beta se hicieron inmunoprecipitar de los
lisatos clarificados con antisuero de conejo contra el receptor beta
de PDFG humano (Eriksson y col., EMBO J., 1992 11
543-550). Los receptores precipitados se aplicaron a
un gel de SDS-PAGE. Después de la electroforesis en
gel de SDS, los receptores precipitados se transfirieron a filtros
de nitrocelulosa, y los filtros se hibridaron con anticuerpo
antifosfotirosina PY-20 (Transduction
Laboratories). Después, los filtros se incubaron con anticuerpos
anti-ratón conjugados con peroxidasa de rábano
picante. Los anticuerpos unidos se detectaron usando
quimioluminiscencia potenciada (ECL. Amesham Inc). Después, los
filtros se separaron y se volvieron a hibridar con el antisuero de
conejo de receptor beta de PDGF, y la cantidad de receptores se
determinó por incubación con anticuerpos anti-conejo
conjugados con peroxidasa de rábano picante. Los anticuerpos unidos
se detectaron usando quimioluminiscencia potenciada (ECL. Amesham
Inc). La hibridación de los filtros con anticuerpos del receptor
beta del PDGF confirmó que había cantidades iguales del receptor en
todas las calles. Las células humanas no tratadas y tratadas con
PDGF-BB recombinantes (100 ng/ml) se incluyeron en
el experimento como un control. La figura 11 muestra que el medio
condicionado que contenía PDGF-D truncado,
estimulaba la fosforilación de la tirosina del receptor beta del
PDGF. Esto indicaba que el PDGF-D truncado es un
ligando/agonista del receptor beta del PDGF-D.
\vskip1.000000\baselineskip
Después, se ensayó la capacidad del
PDGF-D truncado para unirse al receptor beta de PDGF
humano, analizando su capacidad para competir con
PDGF-BB por la unión al receptor beta del PDGF. Los
experimentos de unión se realizaron en células endoteliales
aórticas porcinas 1 (PAE-1) que expresaban
establemente los receptores alfa y beta del PDGF humano,
respectivamente (Eriksson y col., EMBO J., 1992, 11,
543-550). Los experimentos de unión se hicieron
esencialmente como en Heldin y col. (EMBO J., 1988, 7,
1387-1393). Se diluyó medio condicionado de células
COS que expresaban PDGF-A, PDGF-D
truncado, o control simulado, respectivamente, con un volumen igual
de BSA/PBS y se mezclaron con 100 ng/ml de
^{125}I-PDGF-BB (ligando del
receptor beta) o de
^{125}I-PDGF-AA (ligando del
receptor alfa) en tampón de unión (PBS que contenía BSA 1 mg/ml). Se
analizaron dos grupos separados de medios condicionados de estas
células COS. Se incubaron partes alícuotas con las células
PAE-1 que expresaban el receptor cultivadas en
placas de cultivo de 24 pocillos en hielo, durante 90 minutos.
Después de 3 lavados con tampón de unión, se extrajo el
^{125}I-PDGF-BB o
^{125}I-PDGF-AA unido a célula
por lisis de las células en Tris-HCl 20 mM, pH 7,5,
glicerol al 10%, Triton X-100 al 1%. La cantidad de
radiactividad unida a células se determinó en un contador gamma. La
figura 12 proporciona una representación gráfica de los resultados,
que muestran que el medio condicionado que contenía
PDGF-D truncado compite por la unión con los
homodímeros de PDGF-BB por los receptores beta del
PDGF, pero no con los homodímeros de PDGF-AA por los
receptores alfa del PDGF.
El PDGF-D no se une a ninguno de
los receptores de VEGF conocidos. El PDGF-D es el
único miembro de la familia de VEGF, que puede unirse a y aumentar
la fosforilación del receptor beta del PDGF. Estas características
indican que la forma truncada del PDGF-D no puede
ser un miembro de la familia de VEGF, sino que es un nuevo PDGF.
Además, la proteína de longitud entera es probable que sea un factor
de crecimiento latente que necesita ser activada por procesamiento
proteolítico para liberar el dominio de homología de PDGF/VEGF
activo. El dominio CUB N-terminal puede ser
expresado como un dominio inhibidor que se puede usar para localizar
este factor de crecimiento latente en algún compartimento
extracelular (por ejemplo, la matriz extracelular), y que se
escinde por proteolisis limitada cuando es necesario, por ejemplo,
durante el desarrollo embrionario, regeneración de tejido,
remodelado de tejido incluyendo remodelado óseo, angiogénesis
activa, avance de tumor, invasión de tumor, formación de metástasis
y/o curación de heridas.
\global\parskip0.880000\baselineskip
Se llevan a cabo ensayos para evaluar si el
PDGF-D tiene actividades similares a
PDGF-A, PDGF-B, VEGF, VEGFB,
VEGF-C y/o VEGF-D, en relación con
el crecimiento y/o movilidad de células de tejido conjuntivo,
fibroblastos, miofibroblastos y células gliales; con la función de
células endoteliales; con la angiogénesis; y con la curación de
heridas. Se pueden llevar a cabo más ensayos dependiendo de los
resultados de los estudios de distribución de unión del
receptor.
\vskip1.000000\baselineskip
Para ensayar la capacidad mitógena del
PDGF-D para las células endoteliales, el polipéptido
del PDGF-D se introduce en medio de cultivo celular
que contiene suero al 5% y se aplica a células endoteliales aórticas
bovinas (BAE) propagadas en medio que contiene suero al 10%. Las
BAE se sembraron previamente en placas de 24 pocillos con una
densidad de 10.000 células por pocillo el día después de la adición
del PDGF-D. Tres días después de la adición de este
polipéptido, las células se disociaron con tripsina y se contaron.
Se incluye VEGF purificado en el experimento como control
positivo.
\vskip1.000000\baselineskip
Para ensayar la capacidad mitógena del
PDGF-D para fibroblastos, se añaden diferentes
concentraciones de homodímeros truncados de PDGF-DD
o PDGF-AA (como control) a fibroblastos de prepucio
humano privados de suero, en presencia de [3H]timidina 0,2
\mumCi. Después, los fibroblastos se incuban durante 24 horas con
1 ml de medio exento de suero complementado con BSA 1 mg/ml.
Después de precipitación con ácido tricloroacético (TCA), se
determina la incorporación de [3H]timidina en el ADN usando
un contador beta. El ensayo se realiza esencialmente como describen
Mori y col., J. Biol. Chem., 1991, 266,
21158-21164.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizan ensayos de crecimiento de células
endoteliales por procedimientos conocidos en la materia, p. ej.,
los de Ferrara y Henzel, Nature, 1989, 380,
439-443, Gospodarowicz y col., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA, 1989, 86, 7311-7315, y/o Claffey y
col., Biochem. Biophys. Acta, 1995, 1246,
1-9.
\vskip1.000000\baselineskip
Se ensaya el efecto del PDGF-D
en la adhesión de granulocitos polimorfonucleares a células
endoteliales.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usa el ensayo de quimiotaxis estándar de
cámara de Boyden para ensayar el efecto del PDGF-D
en la quimiotaxis.
\vskip1.000000\baselineskip
Se ensaya en las células endoteliales el efecto
del PDGF-D en el activador del plasminógeno y
producción de inhibidor del activador del plasminógeno, usando el
procedimiento de Pepper y col., Biochem. Biophys. Res.
Commun., 1991 181 902-906.
\vskip1.000000\baselineskip
Se ensaya la capacidad del
PDGF-D para estimular las células endoteliales para
migrar y formar tubos, como describen Montesano y col., Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, 1986 83 7297-7301.
Alternativamente, se puede usar un ensayo de gel de colágeno
tridimensional descrito por, Joukov y col., EMBO J., 1996,
15, 290-298 o una membrana gelatinizada en una
cámara de Boyden modificada (Glaser y col., Nature, 1980,
288, 483-484).
\vskip1.000000\baselineskip
Se ensaya la capacidad del
PDGF-D para inducir una respuesta angiogénica en
membrana corioalantoica de pollo, como describen Leung y col.,
Science, 1989, 246, 1306-1309.
Alternativamente, se puede usar el ensayo de cornea de rata de
Rastinejad y col., Cell, 1989, 56, 345-355;
este es un procedimiento aceptado para ensayar la angiogénesis
in vivo, y los resultados se pueden transferir fácilmente a
otros sistemas in vivo.
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip1.000000\baselineskip
Se ensaya la capacidad del
PDGF-D para estimular la curación de heridas en el
modelo clínicamente más relevante disponible, como describen
Schilling y col., Surgery, 1959, 46, 702-710
y usado por Hunt y col., Surgery, 1967, 114,
302-307.
\vskip1.000000\baselineskip
Se conocen en la materia una variedad de ensayos
in vitro e in vivo que usan poblaciones de células
específicas del sistema hematopoyético, y se resumen a
continuación. En particular, son particularmente convenientes una
variedad de ensayos in vitro de células madre murinas que
usan un separador de células activado por fluorescencia para
purificar células
\vskip1.000000\baselineskip
Estas son células capaces de repoblar la médula
ósea de ratones irradiados letalmente, y tienen el fenotipo
Lin^{-}, Rh^{h1}, Ly-6A/E^{+},
c-kit^{+}. El PDGF-D se ensaya en
estas células solo o por coincubación con otros factores, seguido
de medición de la proliferación celular por incorporación de
^{3}H-timidina.
\vskip1.000000\baselineskip
Estas son células que comparativamente tienen
poca capacidad de repoblar la médula ósea, pero pueden generar D13
CFU-S. Estas células tienen el fenotipo Lin^{-},
Rh^{h1}, Ly-6A/E^{+},
c-kit^{+}. El PDGF-D se incuba
con estas células durante un periodo de tiempo, se inyecta en
receptores irradiados letalmente, y se cuenta el número de colonias
D13 de bazo.
\vskip1.000000\baselineskip
Estas son células que in vitro responden
a factores de crecimiento solos y tienen el fenotipo Lin^{-},
Rh^{h1}, Ly-6A/E^{+},
c-kit^{+}. Este ensayo mostrará si el
PDGF-D puede actuar directamente en células
progenitoras homatopoyéticas. El PDGF-D se incuba
con estas células en cultivos de agar, y se cuenta el número de
colonias presentes después de 7-14 días.
\vskip1.000000\baselineskip
Las células musculares lisas tienen una función
principal en el desarrollo o inicio de la aterosclerosis,
requiriendo un cambio de su fenotipo de un estado contráctil a uno
sintético. Los macrófagos, células endoteliales, linfocitos T y
plaquetas tienen todos una función en el desarrollo de placas
ateroscleróticas, influyendo en el crecimiento y modulaciones
fenotípicas de la célula muscular lisa. Un ensayo in vitro
que usa una cámara Rose modificada en la que se siembran diferentes
tipos de células en cubreobjetos opuestos, mide la velocidad de
proliferación y las modulaciones fenotípicas de las células
musculares lisas en un entorno multicelular, y se usa para evaluar
el efecto del PDGF-D en las células musculares
lisas.
\vskip1.000000\baselineskip
La capacidad del PDGF-D para
inhibir la metástasis se ensaya usando el modelo de carcinoma de
pulmón de Lewis, usando, por ejemplo, el procedimiento de Cao y
col., J. Exp. Med., 1995, 182, 2069-2077.
\vskip1.000000\baselineskip
Los efectos del PDGF-D en la
migración de las células musculares lisas y otros tipos de células,
se ensayar usando el procedimiento de Koyama y col., J. Biol.
Chem., 1992, 267, 22806-22812.
\vskip1.000000\baselineskip
Los efectos del PDGF-D en la
quimiotaxis de fibroblastos, monocitos, granulocitos y otras células
se puede ensayar usando el procedimiento de Siegbahn y col., J.
Clin. Invest., 1990, 85, 916-920.
\vskip1.000000\baselineskip
Los efectos del PDGF-D en la
proliferación, diferenciación y función de otros tipos de células,
tales como células de hígado, de músculo cardiaco y otras células,
células endocrinas y osteoblastos, se puede ensayar fácilmente por
procedimientos conocidos en la materia, tales como la absorción de
^{3}H-timidina por cultivos in vitro.
\vskip1.000000\baselineskip
El PDGF-D es un miembro de la
familia de PDGF-D de los factores de crecimiento que
presenta un grado alto de homología con los otros miembros de la
familia de PDGF. El PDGF-D contiene 7 restos
cisteína conservados que son característicos de esta familia de
factores de crecimiento. Estos restos de cisteína conservados forman
enlaces disulfuro dentro de la cadena que producen la estructura de
nudo de cisteína, y enlaces disulfuro entre cadenas que forman los
dímeros de proteínas que son característicos de los miembros de la
familia de PDGF de factores de crecimiento. El
PDGF-D interacciona con un receptor del factor de
crecimiento proteína tirosina quinasa.
A diferencia de las proteínas de las que se sabe
poco o nasa sobre la estructura de la proteína y los sitios activos
necesarios para la unión del receptor y por tanto la actividad, el
diseño de mutantes activos del PDGF-D está
facilitado en gran medida por el hecho de que se conoce mucho sobre
sus sitios activos y los aminoácidos importantes de los miembros de
la familia del PDGF de factores de crecimiento.
Los artículos publicados que elucidan las
relaciones de estructura/actividad de los miembros de la familia
del PDGF de factores de crecimiento incluyen para el PDGF: Oestman y
col., J. Biol. Chem., 1991, 266,
10073-10077; Andersson y col., J. Biol.
Chem., 1992, 267, 11260-1266; Oefner y col.,
EMBO J., 1992, 11, 3921-3926; Flemming y
col., Molecular and Cell Biol., 1993, 13,
4066-4076 y Andersson y col., Growth
Factors, 1995, 12, 159-164; y para VEGF: Kim y
col., Growth Factors, 1992, 7, 53-64; Pötgens
y col., J. Biol. Chem., 1994, 269,
32879-32885 y Claffey y col., Biochem.
Biophys. Acta, 1995, 1246, 1-9. A partir
de estas publicaciones, es evidente que debido a los 8 restos
cisteína conservados, los miembros de la familia del PDGF de
factores de crecimiento presentan una estructura de plegado en nudo
y dimerización características, que da como resultado la formación
de 3 regiones de bucle expuestas en cada extremo de la molécula
dimerizada, en los que se puede esperar que estén situados los
sitios activos de unión del receptor.
Basándose en esta información, un experto en
biotecnología puede diseñar mutantes de PDGF-D con
una probabilidad muy alta de retener la actividad de
PDGF-D conservando los 8 restos cisteína
responsables de la disposición de plegado en nudo y de la
dimerización, y también conservando, o haciendo solo sustituciones
de aminoácidos conservativas en las secuencias de receptor
probables en la región del bucle 1, bucle 2 y bucle 3 de la
estructura de proteína.
La formación de las mutaciones deseadas en los
sitios específicamente dirigidos en una estructura de proteína se
considera que es una técnica estándar en la química de las proteínas
(Kunkel y col., Methods in Enzymol., 1987, 154,
367-382). Los ejemplos de dicha mutagénesis dirigida
con VEGF se pueden encontrar en Pötgens y col., J. Biol.
Chem., 1994, 269, 32879-32885 y Claffey y col.,
Biochem. Biophys. Acta, 1995, 1246, 1-9.
Realmente, la mutagénesis dirigida es tan común que hay kits
disponibles en el comercio para facilitar dichos procedimientos (p.
ej. Promega catálogo 1994-1995, Páginas
142-145).
La actividad de crecimiento y/o movilidad de
células del tejido conjuntivo, fibroblastos, miofibroblastos y
células gliales, la actividad de proliferación de células
endoteliales, la actividad de angiogénesis y/o la actividad de
curación de heridas de los mutantes del PDGF-D se
pueden confirmar fácilmente por procedimientos de selección bien
establecidos. Por ejemplo, se puede usar un procedimiento análogo al
del ensayo de células mitóticas endoteliales descrito por Claffey y
col., (Biochem. Biophys. Acta., 1995, 1246,
1-9). Igualmente, se pueden ensayar los efectos del
PDGF-D en la proliferación de otros tipos de
células, en la diferenciación celular y en la metástasis humana,
usando procedimientos conocidos en la materia.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el autor
de la solicitud es sólo para la conveniencia del lector. No forma
parte del documento de patente europea. Aunque se ha tenido mucho
cuidado al recopilar las referencias, no se pueden excluir errores
u omisiones y la EPO rechaza cualquier responsabilidad en este
aspecto.
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<210> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 119
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 24
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 25
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 15
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
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<400> 25
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\hskip1cm44
\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 26
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<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
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<213> Homo sapiens
\vskip1.000000\baselineskip
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<400> 26
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\hskip1cm45
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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<400> 27
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\hskip1cm46
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<210> 28
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<211> 27
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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<400> 28
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\hskip1cm47
\vskip1.000000\baselineskip
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<210> 29
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<211> 29
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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<400> 29
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\hskip1cm48
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<210> 30
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<211> 26
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<212> ADN
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<213> Homo sapiens
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<400> 30
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\hskip1cm49
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<211> 22
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<212> ADN
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<400> 31
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm50
Claims (47)
1. Una molécula de ácido nucleico aislada que
comprende una secuencia de polinucleótido de la Figura 1 (SEQ ID
NO: 1) o Figura 3 (SEQ ID NO: 3), o una molécula de ácido nucleico
hibridable con la misma en condiciones restrictivas, en la que la
molécula de ácido nucleico aislada (o complemento de la misma)
codifica una proteína o polipéptido que tiene la capacidad de
estimular uno o más de la proliferación, diferenciación, migración,
supervivencia o permeabilidad vascular de células endoteliales, pero
excluyendo una molécula de ácido nucleico que consiste en la
secuencia del polinucleótido:
\vskip1.000000\baselineskip
2. Una molécula de ácido nucleico aislada según
la reivindicación 1, en la que dicho ácido nucleico es un ADNc.
3. Una molécula de ácido nucleico aislada según
la reivindicación 1 o reivindicación 2, en la que dicho ácido
nucleico es un polinucleótido de mamífero, preferiblemente un
polinucleótido humano.
4. Una molécula de ácido nucleico aislada según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la
proteína o polipéptido codificado por el ácido nucleico comprende un
sitio proteolítico que tiene la secuencia de aminoácidos RKSK o una
secuencia de aminoácidos estructuralmente conservada de la
misma.
5. Una molécula de ácido nucleico aislada que
codifica un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácidos
del SEQ ID NO: 25.
6. Un vector que comprende un ácido nucleico
según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, cuyo ácido
nucleico está operativamente unido con una secuencia promotora.
7. Un vector según la reivindicación 6, en el
que dicho vector es un vector eucariota.
8. Un vector según la reivindicación 6, en el
que dicho vector es un vector procariota.
9. Un vector según la reivindicación 6, en el
que dicho vector es un plásmido.
10. Un vector según la reivindicación 6, en el
que dicho vector es un vector de baculovirus.
11. Una célula huésped transformada o
transfectada con un vector de cualquiera de las reivindicaciones 6 a
10.
12. Una célula huésped según la reivindicación
11, en la que dicha célula huésped es una célula eucariota y el
vector es un vector eucariota.
13. Una célula huésped según la reivindicación
12, en la que dicha célula huésped es una célula COS.
14. Una célula huésped según la reivindicación
11, en la que dicha célula huésped es una célula procariota y el
vector es un vector procariota.
15. Una célula huésped según la reivindicación
14, en la que dicha célula huésped es una célula 293EBNA.
16. Una célula huésped según la reivindicación
11, en la que dicha célula huésped es una célula de insecto.
17. Una proteína o polipéptido aislado
codificado por una molécula de ácido nucleico de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, o que comprende una secuencia de aminoácidos
de la Figura 2 (SEQ ID NO: 2) o una secuencia de aminoácidos de la
Figura 4 (SEQ ID NO: 4) o una sustitución conservativa de dicha
secuencia de aminoácidos, o un fragmento de dicho polipéptido,
teniendo la proteína, polipéptido o fragmento de la misma, la
capacidad de estimular y/o potenciar uno o más de la proliferación,
diferenciación, migración, supervivencia o permeabilidad vascular
de células endoteliales.
18. Una proteína o polipéptido aislado según la
reivindicación 17, en el que dicho polipéptido es un polipéptido
humano.
19. Una proteína o polipéptido aislado según la
reivindicación 17 o reivindicación 18, que comprende un sitio
proteolítico que tiene la secuencia de aminoácidos RKSK o una
secuencia de aminoácidos estructuralmente conservada de la
misma.
20. Un polipéptido aislado que comprende la
secuencia característica del SEQ ID NO: 25.
21. Un dímero de proteína o polipéptido aislado
que comprende una proteína o polipéptido de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 17 a 19.
22. Un dímero de proteína o polipéptido aislado
según la reivindicación 21, en el que dicho dímero de proteína o
polipéptido es un homodímero de dicha proteína o polipéptido.
23. Un dímero de proteína o polipéptido aislado
según la reivindicación 21, en el que dicho dímero de proteína o
polipéptido es un heterodímero de dicha proteína o polipéptido y
VEGF, VEGF-B, VEGF-C,
VEGF-D, PDGF-A,
PDGF-B o PIGF.
24. Un dímero de proteína o polipéptido aislado
según la reivindicación 21, en el que dicho dímero de proteína o
polipéptido es un dímero unido por disulfuro.
25. Una composición farmacéutica que comprende
una cantidad eficaz promotora de la proliferación celular de una
proteína o polipéptido de cualquiera de las reivindicaciones 17 a
20, y al menos un factor de crecimiento adicional seleccionado del
grupo que consiste en VEGF, VEGF-B,
VEGF-C, VEGF-D,
PDGF-A, PDGF-B o PIGF.
26. Una composición farmacéutica según la
reivindicación 25, que además comprende heparina.
27. Una composición farmacéutica que comprende
una cantidad eficaz promotora de la proliferación celular de una
proteína o polipéptido aislado, de cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20, y al menos un vehículo o diluyente
farmacéutico.
28. Una composición farmacéutica según la
reivindicación 27, que además comprende heparina.
29. Una composición farmacéutica que comprende
una cantidad eficaz de una proteína o polipéptido de cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 20 y heparina.
30. Una composición farmacéutica que comprende
un cantidad estimulante del receptor del PDGF de una proteína o
polipéptido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a
20 y al menos un vehículo o diluyente farmacéutico.
31. Un kit para amplificar la molécula de ácido
nucleico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, si está
presente en una muestra de ensayo, comprendiendo el kit al menos una
pareja de cebadores complementarios de un ácido nucleico de
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
32. Un kit según la reivindicación 31, que
además comprende una polimerasa para amplificar el polinucleótido
por reacción en cadena de la polimerasa, con el fin de facilitar la
comparación de la secuencia de un polinucleótido con el ácido
nucleico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a
5.
33. Un anticuerpo específicamente reactivo con
una proteína o polipéptido de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20.
34. Un anticuerpo según la reivindicación 33, en
el que dicho anticuerpo es un anticuerpo policlonal.
35. Un anticuerpo según la reivindicación 33, en
el que dicho anticuerpo es un anticuerpo monoclonal.
36. Un anticuerpo según la reivindicación 33 o
reivindicación 35, en el que dicho anticuerpo es un anticuerpo
humanizado.
37. Un anticuerpo según cualquiera de las
reivindicaciones 33 a 36, en el que dicho anticuerpo se marca con
un marcador detectable.
38. Un anticuerpo según la reivindicación 37, en
el que dicho marcador detectable es un isótopo radiactivo.
39. Un anticuerpo según cualquiera de las
reivindicaciones 33, 35 ó 36, en el que el anticuerpo se modifica
por adición de fármaco citotóxico o citostático.
40. Un procedimiento para hacer una proteína o
polipéptido de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
cultivar una célula huésped de cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 16, de modo que se exprese una secuencia de
ácido nucleico que codifica dicha proteína o polipéptido; y
aislar dicha proteína o polipéptido de dicha
célula huésped o de un medio de cultivo en el que se cultiva dicha
célula huésped.
\vskip1.000000\baselineskip
41. Una proteína o polipéptido de cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 20, para usar como un medicamento.
42. El uso de una proteína o polipéptido de
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, para la fabricación de
un medicamento para acelerar la angiogénesis en la curación de
heridas, trasplante de órgano o tejido, para el tratamiento de la
enfermedad arterial coronaria, cáncer, retinopatía diabética,
trastornos pulmonares, insuficiencia cardiaca o enfermedad
obstructiva crónica de las vías aéreas, síndromes de malabsorción
del tracto gastrointestinal, hígado o riñones, o para estimular la
angiogénesis, linfoangiogénesis y/o neovascularización.
43. Un procedimiento para producir una forma
truncada activada de una proteína o polipéptido de cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 20, que comprende las etapas de expresar
un vector de expresión de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10
y suministrar una cantidad proteolítica de al menos una enzima para
procesar el polipéptido expresado, para generar la forma truncada
activada.
44. Un procedimiento para regular la
especificidad de unión al receptor de una proteína o polipéptido de
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, que comprende las
etapas de expresar un vector de expresión de cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 10 y suministrar una cantidad proteolítica de
al menos una enzima para procesar el polipéptido expresado, para
generar la forma truncada activada.
45. Un procedimiento para identificar un
antagonista de una proteína o polipéptido de cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, que comprende:
mezclar una preparación sustancialmente
purificada de una forma truncada activada de una proteína o
polipéptido de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19 con un
agente de ensayo; y
seguir por cualquier medio adecuado una
inhibición de la actividad biológica de la proteína o polipéptido
que tiene la capacidad de estimular y/o potenciar uno o más de la
proliferación, diferenciación, migración, supervivencia o
permeabilidad vascular de células endoteliales.
\vskip1.000000\baselineskip
46. Un anticuerpo específicamente reactivo con
una proteína o polipéptido de cualquiera de las reivindicaciones 17
a 20, para usar como un medicamento.
47. El uso de un anticuerpo específicamente
reactivo con una proteína o polipéptido de cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20, para la fabricación de un medicamento
para el tratamiento de la insuficiencia cardiaca congestiva,
acumulación de fluido o para la inhibición de la angiogénesis,
linfoangiogénesis y/o neovascularización.
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