ES2351784T3 - Moduladores de agentes farmacológicos. - Google Patents
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Abstract
Un modulador oligonucleotídico que hibrida en condiciones fisiológicas con un aptámero contra factores de coagulación, donde dicho aptámero es un ácido nucleico monocatenario que se une a un factor de coagulación, para revertir de forma específica y rápida los efectos anticoagulantes y antitrombóticos de dicho aptámero contra factores de coagulación que está dirigido a componentes de la vía de coagulación.
Description
Moduladores de agentes farmacológicos.
Esta solicitud reivindica prioridad de la
Solicitud Provisional de Estados Unidos Nº 60/293.231, presentada el
25 de mayo de 2001, y la Solicitud Provisional de Estados Unidos Nº
60/331.037, presentada el 7 de noviembre de 2001.
La presente invención se refiere, en general, a
un modulador oligonucleotídico que revierte la actividad
farmacológica de un aptámero contra factores de coagulación.
Convencionalmente se ha pensado que los ácidos
nucleicos desempeñan principalmente una tarea informativa en
procesos biológicos. A través de un método conocido como Evolución
Sistemática de Ligandos por Enriquecimiento Exponencial, llamado
SELEX, ha quedado claro que los ácidos nucleicos tienen diversidad
estructural tridimensional no diferente a las proteínas. SELEX es
un método para la síntesis in vitro y la selección de
moléculas de ácido nucleico con unión altamente específica a
moléculas diana. El proceso SELEX se describió por primera vez por
Gold y Tuerk en la solicitud de patente de Estados Unidos Nº Ser.
07/536.428, presentada el 11 de junio de 1990, ahora Patente de
Estados Unidos Nº 5.475.096, y después en la solicitud de patente de
Estados Unidos Nº Ser. 07/931.473, presentada el 17 de agosto de
1992, titulada "Methods for Identifying Nucleic Acid Ligands
(Métodos para identificar ligandos de ácido nucleico)", ahora
Patente de Estados Unidos Nº 5.270.163 (véase también el documento
WO 91/19813). Véase también Tuerk et al., Science 249:
505-10 (1990).
Los ligandos de ácido nucleico o aptámeros son
ácidos nucleicos (ADN o ARN) monocatenarios no codificantes que
tienen la propiedad de unirse específicamente a un compuesto o
molécula diana deseado, y que tienen suficiente capacidad para
formar una diversidad de estructuras bi y tridimensionales y
suficiente versatilidad química disponible dentro de sus monómeros
para actuar como ligandos (formar pares de unión específicos) con
casi cualquier compuesto químico, sea monomérico o polimérico.
Moléculas de cualquier tamaño o composición pueden servir como
dianas. El método SELEX implica la selección entre una mezcla de
oligonucleótidos candidatos e iteraciones por etapas de unión,
separación y amplificación, usando el mismo esquema de selección
general, para conseguir casi cualquier criterio deseado de afinidad
y selectividad de unión. Partiendo de una mezcla de ácidos
nucleicos, preferiblemente compuesta por segmentos de secuencias
aleatorizadas, el método SELEX incluye las etapas de poner en
contacto la mezcla con la diana en condiciones favorables para la
unión, separar los ácidos nucleicos no unidos de aquellos ácidos
nucleicos que se han unido específicamente a moléculas diana,
disociar los complejos ácido nucleico-diana,
amplificar los ácidos nucleicos disociados de los complejos ácido
nucleico-diana para producir una mezcla de ácidos
nucleicos enriquecida con ligando, después reiterar las etapas de
unión, separación, disociación y amplificación a través de todos los
ciclos que se deseen para producir ligandos de ácido nucleico de
elevada afinidad altamente específicos para la molécula diana.
Los ligandos de ácido nucleico tienen varias
características que pueden volverlos útiles como agentes
terapéuticos. Pueden prepararse como compuestos sintéticos
relativamente pequeños (por ejemplo, de 8 kDa a 15 kDa) y pueden
seleccionarse para que tengan elevada afinidad y especificidad por
moléculas diana (constantes de disociación en equilibrio que varían
de, por ejemplo, 0,05-10 nM). Los aptámeros abarcan
tanto las propiedades de afinidad de los anticuerpos monoclonales y
los anticuerpos de cadena sencilla (scFv) como la facilidad de
fabricación similar a la de un péptido pequeño. Estudios iniciales
demostraron el uso in vitro de los aptámeros para estudiar
la función proteica, y estudios más recientes han confirmado la
utilidad de estos compuestos para estudiar la función proteica
in vivo (Floege et al., Am J Pathol 154:
169-179 (1999), Ostendorf et al., J Clin
Invest 104: 913-923, (1999)). Además, estudios en
animales hasta la fecha han mostrado que los aptámeros y compuestos
de composición similar se toleran bien, muestran baja o ninguna
inmunogenicidad, y son por tanto adecuados para la administración
repetida como compuestos terapéuticos (Floege et al., Am J
Pathol 154: 169-179 (1999), Ostendorf et
al., J Clin Invest 104: 913-923 (1999), Griffin
et al., Blood 81: 3271-3276 (1993), Hicke
et al., J Clin Invest 106: 923-928
(2000)).
Como compuestos sintéticos, pueden hacerse
modificaciones específicas de sitio (inserciones o deleciones) a
los aptámeros para alterar de forma racional su biodisponibilidad y
modo de eliminación. Por ejemplo, se ha descubierto que aptámeros
modificados con 2'-fluoro pirimidina en el intervalo
de tamaño de 10 kDa a 12 kDa tienen una vida media en circulación
corta (\sim10 minutos) después de administración intravenosa en
embolada pero que una simple modificación química del aptámero o la
conjugación del aptámero con una molécula vehículo de elevado peso
molecular (por ejemplo, PEG) aumenta la vida media en circulación
sustancialmente (6-12 horas) (Willis et al.,
Bioconjug Chem 9: 573-582 (1998), Tucker et
al., J Chromatogr Biomed Sci Appl 732: 203-212
(1999), Watson et al., Antisense Nucleic Acid Drug Dev 10:
63-75 (2000)). Se han descrito ligandos de ácido
nucleico monocatenarios bioactivos y resistentes a nucleasa que
comprenden L-nucleótidos (Williams et al.,
Proc. Natl. Acad. Sci. 94: 11285 (1997); documento USP 5.780.221;
Leva et al., Chem. Biol. 9: 351 (2002)). Estos
"L-aptámeros" son, según se informa, estables
en condiciones en las que los aptámeros que comprenden nucleótidos
de quiralidad natural (D-nucleótidos) (es decir,
"D-aptámeros") están sometidos a
degradación.
\newpage
Varias terceras personas han solicitado y
conseguido patentes que cubren la identificación, fabricación y uso
de aptámeros. Como se ha indicado anteriormente a Larry Gold y Craig
Tuerk se les atribuye generalmente el primer desarrollo del método
SELEX para aislar aptámeros, y su método se describe en varias
patentes de Estados Unidos incluyendo aquellas mencionadas
anteriormente y las Patentes de Estados Unidos Nº 5.670.637,
5.696.249, 5.843.653, 6.110.900, y 5.270.163, así como otras
descritas en la Descripción Detallada de la Invención. Thomas
Bruice et al. informaron de un proceso para producir
aptámeros en la Patente de Estados Unidos Nº 5.686.242, que difiere
del proceso SELEX original presentado por Tuerk y Gold porque emplea
oligonucleótidos estrictamente aleatorios durante la secuencia de
exploración. Los oligonucleótidos explorados en el proceso de la
patente '242 carecen de los cebadores oligonucleotídicos que están
presentes en oligonucleótidos explorados en el proceso SELEX.
Varias patentes de Gold et al. se
refieren a los propios aptámeros. Por ejemplo, la Patente de Estados
Unidos Nº 6.114.120 se refiere a un aptámero que se une a una
macromolécula celular. La Patente de Estados Unidos Nº 5.670.637 se
refiere a aptámeros que se unen a proteínas. La Patente de Estados
Unidos Nº 5.696.249 se refiere a un aptámero producido por el
proceso SELEX.
Se han expedido otras patentes que se refieren a
aptámeros contra dianas biológicas específicas, y a los métodos
para identificar estos aptámeros. Las Patente de Estados Unidos Nº
5.756.291 y 5.582.981 de O'Toole, por ejemplo, describen un método
para detectar trombina usando un aptámero marcado que comprende una
secuencia de seis nucleótidos definida. Las Patentes de Estados
Unidos Nº 5.527.894 y 5.637.461 de Gold et al. se refieren a
métodos para identificar aptámeros contra la proteína tat. Otras
patentes que describen aptámeros dirigidos contra dianas biológicas
específicas incluyen las Patentes de Estados Unidos Nº 5.496.938
(transcriptasa inversa de VIH), 5.476.766 (trombina), 5.459.015
(factor de crecimiento de fibroblastos), 5.472.841 (elastasa de
neutrófilos), 5.849.479 (factor de crecimiento del endotelio
vascular), 5.726.017 (GAG de VIH), 5.731.144 (TGF\beta),
5.827.456 (hormona gonadotropina coriónica), 5.780.228 (lectinas),
5.766.853 (selectinas), 5.674.685 (factor de crecimiento derivado
de plaquetas), 5.763.173 (ADN polimerasas), 6.140.490 (proteínas del
sistema del complemento), y 5.869.641 (CD4).
Sullenger, Rusconi, Kontos y White en el
documento WO 0226932 A2 describen aptámeros de ARN que se unen a
factores de coagulación, factores de transcripción de la familia
E2F, Ang1, Ang2, y fragmentos o péptidos de los mismos, factores de
transcripción, anticuerpos autoinmunes y receptores de superficie
celular útiles en la modulación de la hemostasis y otros
acontecimientos biológicos. (Véase también Rusconi et al.,
Thrombosis and Haemostasis 83: 841-848 (2000),
White et al., J. Clin Invest 106: 929-34
(2000), Ishizaki et al., Nat Med 2: 1386-1389
(1996), y Lee et al., Nat Biotechnol 15:
41-45 (1997)).
También se han expedido varias patentes que se
refieren a usos específicos de aptámeros. Por ejemplo, Bruice et
al. en la Patente de Estados Unidos Nº 6.022.691 describen el
uso de aptámeros identificados por un proceso tipo SELEX para
detectar fármacos y otras moléculas en fluidos biológicos. Gold
et al. en la Patente de Estados Unidos Nº 5.843.653
proporcionan un método de diagnóstico usando aptámeros. La Patente
de Estados Unidos Nº 6.110.900 describe una composición de
diagnóstico que contiene un aptámero. La Patente de Estados Unidos
Nº 5.789.163 describe un ensayo tipo sándwich que emplea aptámeros
como ligando de captura y/o detección. La Patente de Estados Unidos
Nº 6.147.204 describe el uso de aptámeros/complejos lipófilos para
suministrar aptámeros terapéuticos y de diagnóstico a
localizaciones intracelulares in vivo. Las Patentes de
Estados Unidos Nº 5.705.337, 5.962.219, 5.763.595 y 5.998.142
describen aptámeros que están modificados químicamente para unirse
covalentemente a proteínas diana.
Se han desarrollado varios métodos que modifican
el proceso SELEX básico para obtener aptámeros que satisfagan
objetivos además de mostrar elevada afinidad de unión hacia una
molécula diana. Por ejemplo, varias patentes describen el uso de
nucleótidos modificados en el proceso SELEX para obtener aptámeros
que muestren propiedades mejoradas. La Patente de Estados Unidos Nº
5.660.985, por ejemplo, se refiere a SELEX usando nucleótidos
2'-modificados que presentan estabilidad potenciada
in vivo. La Patente de Estados Unidos Nº 6.083.696 describe
un proceso SELEX "combinado" en el que se exploran
oligonucleótidos unidos covalentemente a unidades funcionales no de
ácido nucleico para su capacidad de unirse a una molécula diana.
Otras patentes describen modificaciones post-SELEX
a los aptámeros para disminuir su tamaño, aumentar su estabilidad, o
aumentar la afinidad de unión a la diana. Véanse, por ejemplo, las
Patentes de Estados Unidos Nº 5.817.785 y 5.648.214.
Otras patentes más describen procesos SELEX
únicos. Por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº 5.763.566 y
6.114.120 describen procesos para generar aptámeros usando el
proceso SELEX con tejido biológico completo como diana, para
identificar aptámeros que tengan afinidad de unión hacia tejidos
biológicos y componentes del mismo. La Patente de Estados Unidos Nº
5.580.737 describe una modificación al proceso SELEX que produce
aptámeros que pueden discriminar entre dos o más compuestos. La
Patente de Estados Unidos Nº 5.567.588 describe el método "SELEX
en solución" en el que la mezcla de ácidos nucleicos candidatos
se explora en solución para amplificar de forma preferente el
aptámero de mayor afinidad.
Kauffman ha obtenido patentes que describen la
generación de grandes bibliotecas de proteínas a partir de grandes
combinaciones de vectores oligonucleotídicos generados de forma
estocástica. Véanse las Patentes de Estados Unidos Nº 5.814.476 y
5.723.323.
Weis et al. describen en la Patente de
Estados Unidos Nº 5.245.022 un oligonucleótido de aproximadamente
12-25 bases que está sustituido en el extremo por un
polialquilenglicol. Se ha informado de que estos oligonucleótidos
modificados son resistentes a la actividad exonucleasa.
Las Patentes de Estados Unidos Nº 5.670.633 y
6.005.087 de Cook et al. describen 2'-fluoro
oligonucleótidos térmicamente estables que son complementarios a
una secuencia básica de ARN o ADN. Las Patentes de Estados Unidos
Nº 6.222.025 y 5.760.202 de Cook et al. describen la síntesis
de pirimidinas 2'-O sustituidas y oligómeros que
contienen las pirimidinas modificadas. El documento EP 0 593 901 B1
describe análogos de oligonucleótido y ribozima con enlaces 3',3'-
y 5',5'-nucleosídicos terminales. La Patente de
Estados Unidos Nº 6.011.020 de Gold et al. describe un
aptámero modificado por polietilenglicol.
Se han expedido varias patentes de Estados
Unidos que describen métodos de fabricación a gran escala que pueden
usarse para producir aptámeros. Caruthers et al., por
ejemplo, describen en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.973.679;
4.668.777; y 4.415.732 una clase de compuestos de fosforamidita que
son útiles en la fabricación de oligonucleótidos. En otra serie de
patentes, Caruthers et al. describen un método para
sintetizar oligonucleótidos usando un soporte polimérico
inorgánico. Véanse, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº
4.500.707, 4.458.066 y 5.153.319. En otra serie de patentes más,
Caruthers et al. describen una clase de fosforoditioatos
nucleosídicos que pueden usarse para fabricar oligonucleótidos.
Véanse, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos Nº 5.278.302,
5.453.496 y 5.602.244. Informes de aptámeros diseñados para unirse a
otros aptámeros incluyen: Aldaz-Carroll L, Tallet
B, Dausse E, Yurchenko L, Toulme JX; Apical
loop-internal loop interactions: a new
RNA-RNA recognition motif identified through in
vitro selection against RNA hairpins of the hepatitis C virus
mRNA; Biochemistry. 7 de mayo de 2002; 41(18):
5883-93; Darfeuille F, Cazenave C, Gryaznov S,
Duconge F, Di Primo C, Toulme JJ.; RNA and N3'\rightarrowP5'
kissing aptamers targeted to the trans-activation
responsive (TAR) RNA of the human immunodeficiency
virus-1, Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids.
Abril-julio de 2001;
20(4-7): 441-9; Collin D, van
Heijenoort C, Boiziau C, Toulme JJ, Guittet E., NMR characterization
of a kissing complex formed between the TAR RNA element of
HIV-1 and a DNA aptamer. Nucleic Acids Res. 1 de
septiembre de 2000; 28(17): 3386-91;
Duconge F, Di Primo C, Toulme JJ., Is a closing "GA pair" a
rule for stable loop-loop RNA complexes? J Biol
Chem. 14 de julio de 2000; 275(28): 21287-94;
Duconge F, Toulme JJ. In vitro selection identifies key
determinants for loop-loop interactions: RNA
aptamers selective for the TAR RNA element of
HIV-1, RNA. Diciembre de 1999; 5(12):
1605-14; Boiziau C, Dausse E, Yurchenko L, Toulme
JJ., DNA aptamers selected against the HIV-1
trans-activation-responsive RNA
element form RNA-DNA kissing complexes; J Biol Chem.
30 de abril de 1999; 274(18): 12730-7; y Le
Tinevez R, Mishra RK, Toulme JJ., Selective inhibition of
cell-free translation by oligonucleotides targeted
to a mRNA hairpin structure; Nucleic Acids Res. 15 de mayo de 1998;
26(10): 2273-8.
Actualmente, muchos fármacos provocan
complicaciones médicas tales como efectos secundarios y
consecuencias indeseables o incontrolables. Tratar las
complicaciones médicas provocadas por los efectos secundarios
conduce a costes sanitarios adicionales. La reciente identificación
de esta gama de ligandos de ácido nucleico útiles en terapia médica
ha abierto nuevas vías de investigación y desarrollo. Aunque se han
hecho progresos en esta área, sigue existiendo una fuerte necesidad
de proporcionar métodos y composiciones para mejorar el modo en que
se usan estos ligandos y para aumentar su eficacia, de controlar
mejor el proceso de terapia, y de proporcionar terapias que tengan
efectos secundarios disminuidos sobre los métodos terapéuticos
tradicionales. La presente invención proporciona moduladores
oligonucleotídicos para mejorar el proceso para usar un aptámero
contra factores de coagulación en terapia médica. El enfoque
proporcionado por la presente invención permite más control sobre
el efecto terapéutico, la farmacocinética y la duración de la
actividad de un aptámero contra factores de coagulación.
Se ha descubierto que los efectos
anticoagulantes y antitrombóticos de aptámeros contra factores de
coagulación que están dirigidos a componentes de la vía de
coagulación de la sangre pueden revertirse de forma específica y
rápida in vivo para producir un efecto biológico deseado.
Estos aptámeros son ácidos nucleicos monocatenarios que se unen a
un factor de coagulación. Esto puede conseguirse a través de la
administración de un modulador oligonucleotídico, que hibride en
condiciones fisiológicas con dicho aptámero, que cambie la unión del
aptámero contra factores de coagulación con su diana o que degrade
o escinda de otro modo, metabolice o descomponga el aptámero contra
factores de coagulación mientras el aptámero contra factores de
coagulación aún está ejerciendo su efecto. Los moduladores de la
presente invención pueden administrarse a tiempo real según sea
necesario en base a diversos factores, incluyendo el progreso del
paciente, así como el criterio del médico sobre cómo conseguir una
terapia óptima. Por tanto, esta invención proporciona por primera
vez un régimen terapéutico regulable en el transcurso de la terapia
con aptámero contra factores de coagulación.
A partir de ahora referencias a un "ligando de
ácido nucleico" o "ligando" significarán un "aptámero
contra factores de coagulación" que es un ácido nucleico
monocatenario que se une a un factor de coagulación. A partir de
ahora referencias a un "modulador" significarán un "modulador
oligonucleotídico que hibrida en condiciones fisiológicas con un
aptámero contra factores de coagulación".
Este régimen terapéutico regulable controla la
acción del fármaco introduciendo un modulador que es fácil de usar,
puede ser independiente del estado de salud del paciente, tiene un
modo uniforme de acción, y no requiere infusión continua del
fármaco. En un ejemplo, se proporciona un antídoto que está diseñado
de forma racional para desactivar la actividad del aptámero cuando
lo desee el médico.
El modulador es un oligonucleótido, o un
producto unido de cualquiera de estos. Por ejemplo, el modulador
puede ser un oligonucleótido que es complementario a al menos una
parte del ligando de ácido nucleico. En otra realización, el
modulador puede ser una ribozima o ADNzima que está dirigido al
ligando de ácido nucleico. En una realización adicional, el
modulador puede ser un ácido péptido nucleico (PNA), un ácido
morfolino nucleico (MNA), un ácido nucleico cerrado (LNA) u
oligonucleobases pseudocíclicas (PCO) que incluyen una secuencia
que es complementaria a o hibrida con al menos una parte del ligando
de ácido nucleico. Un ligando de ácido nucleico típico tiene algo
de estructura secundaria - su estructura terciaria activa depende de
la formación de la estructura secundaria estable apropiada. Por lo
tanto, aunque el mecanismo de formación de un dúplex entre un
modulador oligonucleotídico complementario de la invención y un
ligando de ácido nucleico es el mismo que entre dos
oligorribonucleótidos lineales cortos, las normas para diseñar
dichas interacciones y la cinética de formación de dicho producto
están afectadas por la estructura intramolecular del aptámero. La
velocidad de nucleación es importante para la formación del dúplex
estable final, y la velocidad de esta etapa se potencia enormemente
dirigiendo el modulador oligonucleotídico a bucles monocatenarios
y/o tramos finales 3' ó 5' monocatenarios presentes en el ligando
de ácido nucleico. Para que suceda la formación del dúplex
intermolecular, la energía libre de formación del dúplex
intermolecular tiene que ser favorable con respecto a la formación
de los dúplex intramoleculares existentes dentro del ligando de
ácido nucleico marcado como
diana.
diana.
En una realización alternativa de la invención,
el propio modulador es un aptámero. En esta realización, primero se
genera un ligando de ácido nucleico que se une al agente terapéutico
deseado. En una segunda etapa, se genera un segundo ligando de
ácido nucleico que se une al primer ligando de ácido nucleico usando
el proceso SELEX descrito en este documento u otro proceso, y
modula la interacción entre el ligando de ácido nucleico
terapéutico y la diana. En una realización, el segundo ligando de
ácido nucleico desactiva el efecto del primer ligando de ácido
nucleico. "Modular" o "regular" en el contexto de este
documento significa "revertir de forma específica y
rápida".
En otras realizaciones alternativas, el aptámero
que se une a la diana puede ser un PNA, MNA, LNA o PCO y el
modulador es un ligando de ácido nucleico. Como alternativa, el
aptámero que se une a la diana es un PNA, MNA, LNA o PCO, y el
modulador es un PNA. Como alternativa, el aptámero que se une a la
diana es un PNA, MNA, LNA o PCO, y el modulador es un MNA. Como
alternativa, el aptámero que se une a la diana es un PNA, MNA, LNA
o PCO, y el modulador es un LNA. Como alternativa, el aptámero que
se une a la diana es un PNA, MNA, LNA o PCO, y el modulador es PCO.
Cualquiera de estos puede usarse, según se desee, en la
estereoquímica de origen natural o en estereoquímica de origen no
natural o una mezcla de las mismas. Por ejemplo, en una realización
preferida, el ligando de ácido nucleico está en configuración D, y
en una realización alternativa, el ligando de ácido nucleico está en
configuración L.
En un aspecto de referencia se proporcionan
métodos para identificar los moduladores de ligandos de ácido
nucleico. Los moduladores pueden identificarse en general, a través
de ensayos de unión, modelado molecular, o ensayos in vivo o
in vitro que miden la modificación de la función biológica.
En un aspecto, la unión de un modulador a un ácido nucleico se
determina por un ensayo de desplazamiento en gel. En otro aspecto,
la unión de un modulador a un ligando de ácido nucleico se determina
por un ensayo Biacore. Se describen otros ensayos apropiados en la
Descripción Detallada de la Invención.
En otro aspecto, la unión o interacción del
modulador con el ligando de ácido nucleico se mide evaluando el
efecto del ligando de ácido nucleico con y sin el modulador en
condiciones biológicas apropiadas. Como ejemplo, pueden
identificarse moduladores de la invención que regulan aptámeros
antitrombóticos y anticoagulantes. La eficacia del modulador puede
evaluarse in vitro o in vivo a través de un bioensayo
de prueba de coagulación tal como el ensayo del tiempo de
coagulación activada, el ensayo de tromboplastina parcial activada,
el ensayo de tiempo de hemorragia, el ensayo de tiempo de
protrombina, o el ensayo de tiempo de coagulación de trombina.
Usando un régimen identificado, puede administrarse a un paciente un
ligando de ácido nucleico anticoagulante y después darle el
antídoto cuando es el momento apropiado para reanudar la acción
coagulante normal. Este régimen es útil, por ejemplo, durante
cirugía cardiovascular y vascular, intervenciones coronarias
percutáneas (angioplastia), cirugía ortopédica, y tratamiento de
infarto de miocardio agudo. En un ejemplo ilustrativo no limitante,
los moduladores de la presente invención pueden unirse a ligandos de
ácido nucleico que están dirigidos a los complejos enzimáticos de
factor tisular (TF)/factor VIIa (FVIIa), factor VIIIa (FIBA)/factor
IXa (FIXa), factor Va (FVa)/factor Xa (FXa) y receptores de
plaquetas tales como gpIIbIIIa y gpIbIX y modular los efectos del
ligando de ácido nucleico. Esta invención también proporciona
inhibidores plaquetarios, antitrombóticos y fibrinolíticos
controlados con antídoto.
En una realización, el modulador es un
oligonucleótido que se une a un aptámero contra el Factor IXa (por
ejemplo, Aptámero 9.3 o Aptámero 9.3t) que está dirigido al Factor
de Coagulación IXa. El antídoto oligonucleotídico puede ser
complementario a al menos una parte del aptámero contra el Factor
IXa. Específicamente, el antídoto
2'-O-metil oligonucleótídico puede
constar de las siguientes secuencias, 5'AUGGGGAGGCAGCAUUA3',
5'CAUGGGGAGGCAG
CAUUA3', 5'CAUGGGGAGGCAGCA3', 5'CAUGGGGAGGCA3', 5'GCAUUACGCGGUAUAGUCCCCUA3',
5'CGCGGUAUAGUCCCCUA3', 5'CGC GGU AUA GUC CCC AU3'. Y modificaciones o derivados de las mismas en las que se mantiene un grado deseado de hibridación.
CAUUA3', 5'CAUGGGGAGGCAGCA3', 5'CAUGGGGAGGCA3', 5'GCAUUACGCGGUAUAGUCCCCUA3',
5'CGCGGUAUAGUCCCCUA3', 5'CGC GGU AUA GUC CCC AU3'. Y modificaciones o derivados de las mismas en las que se mantiene un grado deseado de hibridación.
En otra realización, el modulador es un
oligonucleótido que se une a un aptámero contra el Factor Xa (por
ejemplo, Aptámero 11F7t) que está dirigido al Factor de Coagulación
Xa. El antídoto oligonucleotídico puede ser complementario a al
menos una parte del aptámero contra el Factor Xa. Específicamente,
el antídoto oligonucleotídico puede constar de las siguientes
secuencias, 5'CUCGCUGGGGCUCUC3', 5'UAUUAUCUCGCUGGG3',
5'AAGAGCGGGGC
CAAG3', 5'GGGCCAAGUAUUAU3', 5'CAAGAGCGGGGCCAAG3', 5'CGAGUAUUAUCUUG3' o cualquier modificación o derivado de las mismas en las que se mantiene un grado deseado de hibridación.
CAAG3', 5'GGGCCAAGUAUUAU3', 5'CAAGAGCGGGGCCAAG3', 5'CGAGUAUUAUCUUG3' o cualquier modificación o derivado de las mismas en las que se mantiene un grado deseado de hibridación.
En otra realización, los moduladores
oligonucleotídicos incluyen secuencias de ácido nucleico que son
sustancialmente homólogas a y que tienen sustancialmente la misma
actividad para unirse a ligandos de ácido nucleico, que los
moduladores oligonucleotídicos identificados en este documento.
En otra realización, los moduladores de la
invención también pueden usarse para revertir la unión de ligandos
de ácido nucleico que albergan restos radiactivos o citotóxicos a
tejido diana (por ejemplo, tejido neoplásico) y por lo cual, por
ejemplo, facilitan la eliminación de dichos restos del sistema de un
paciente. Asimismo, los moduladores de la invención pueden usarse
para revertir la unión de ligandos de ácido nucleico marcados con
restos detectables (usados, por ejemplo, en formación de imágenes o
aislamiento o clasificación celular) a células o tejidos diana
(Hicke et al., J. Clin. Invest. 106: 923 (2000); Ringquist
et al., Cytometry 33: 394 (1998)). Esta reversión puede
usarse para acelerar la eliminación del resto detectable del sistema
de un paciente.
En un aspecto de referencia, los moduladores de
la invención también pueden usarse en entornos in vitro para
potenciar o inhibir el efecto de un ligando de ácido nucleico (por
ejemplo, aptámero) sobre una molécula diana. Por ejemplo, los
moduladores pueden usarse en estudios de validación de dianas.
Usando moduladores de la invención, es posible confirmar que una
respuesta observada después de inhibir una molécula diana (con un
ligando de ácido nucleico) se debe a la inhibición específica de esa
molécula.
Los moduladores de la invención pueden
formularse en composiciones farmacéuticas que pueden incluir, además
del modulador, un vehículo, diluyente o excipiente
farmacéuticamente aceptable. La naturaleza precisa de la
composición dependerá, al menos en parte, de la naturaleza del
modulador y la vía de administración. Los regímenes de dosificación
óptimos puede establecerlos fácilmente un especialista en la técnica
y pueden variar con el modulador, el paciente y el efecto buscado.
Generalmente, el modulador puede administrarse IV, IM, IP, SC, o por
vía tópica, según sea apropiado.
Como alternativa, y en vista de la especificidad
de los moduladores de la invención, un posterior tratamiento puede
implicar la administración de ligandos de ácido nucleico adicionales
que sean iguales o diferentes del ligando del par ácido
nucleico/antídoto oligonucleotídico original administrado en primer
lugar.
Finalmente, un aspecto opcional es la
identificación y selección de moduladores y reguladores que muestren
reactividad cruzada de especie relevante para aumentar la utilidad
de estudios preclínicos en animales.
Los objetos y ventajas de la presente invención
quedarán claros a partir de la siguiente descripción:
La Figura 1 muestra el aptámero contra el FIXa
9.3t (SEC ID Nº 1). Todas las purinas son
2'-hidroxilo nucleótidos y todas las pirimidinas son
2'-fluoro nucleótidos.
La Figura 2 muestra la actividad anticoagulante
del aptámero 9.3t. El aumento del tiempo de coagulación está
normalizado al tiempo de coagulación basal en ausencia de
aptámero.
La Figura 3 muestra el cambio del ACT de cerdos
después de la inyección de aptámero. Los datos están normalizados a
la medida inicial previa a la inyección.
La Figura 4 muestra el cambio en el tiempo de
coagulación de cerdos después de la inyección de aptámero.
Las Figuras 5A-5C muestran la
actividad inhibidora in vitro del aptámero modificado con
colesterol, 9.3t-C. Fig. 5 A. La adición de
colesterol tiene un efecto moderado sobre la afinidad del aptámero
9.3t-C por FIXa. Se usa un ensayo de unión
competitiva para medir la afinidad de 9.3t-C por
FIXa. Fig. 5B. Actividad anti-coagulante in
vitro del aptámero 9.3t-C en plasma humano. Fig.
5C. Actividad anticoagulante in vitro del aptámero
9.3t-C en plasma de cerdo.
Las Figuras 6A-6C muestran la
actividad anticoagulante in vivo del aptámero
9.3t-C. Fig. 6A. Actividad anticoagulante in
vivo del aptámero 9.3t-C en cerdos después de
inyección IV en embolada, ensayos de ACT (la línea de puntos es los
datos de ACT de 9.3t a 0,5 mg/ml de la Fig. 3). Fig. 6B. Actividad
anticoagulante in vivo del aptámero 9.3t-C en
cerdos después de inyección IV en embolada, ensayos de APTT y PT
(0,5 mg/kg de 9.3t de la Fig. 4). Fig. 6C. Concentración plasmática
in vivo de 9.3t-C frente a 9.3t en el tiempo
después de inyección IV en embolada. Las concentraciones se
calcularon por interpolación a partir de curvas de respuesta a dosis
in vitro de ensayos de APTT para cada aptámero.
La Figura 7 muestra la alineación de aptámeros
contra el FIXa mínimos (SEC ID Nº 2 - SEC ID Nº 17). Las secuencias
en letras minúsculas derivan de la región fija de la biblioteca
usada en el proceso SELEX y las secuencias en letras mayúsculas
derivan de la región aleatoria de la biblioteca usada en el proceso
SELEX. S = tronco,
L = bucle.
L = bucle.
La Figura 8 muestra el análisis en gel nativo de
la unión del antídoto oligonucleotídico al aptámero 9.3t. La
capacidad del antídoto oligonucleotídico de unirse a y
desnaturalizar el aptámero 9.3t se evaluó por electroforesis en gel
nativo. En resumen, se incubó 9.3t radiomarcado (125 nM) a 37ºC
durante 15 minutos con (de izquierda a derecha) un exceso molar de
factor 8, factor 4, factor 2 o cantidades equimolares del antídoto
(A.S.) u oligonucleótido sin sentido (N.S.). El 9.3t nativo migra
más rápido que el 9.3t unido a antídoto en este sistema de gel
(compárense los carriles 1 y 2).
Las Figuras 9A y 9B muestran la reversión por el
antídoto oligonucleotídico de la actividad anticoagulante del
aptámero 9.3t en plasma humano. Fig. 9A. Cambio en el tiempo de
coagulación frente a la concentración de antídoto oligonucleotídico
u oligonucleótido sin sentido. Un valor de 1,0 indica ausencia de
cambio en el tiempo de coagulación sobre el valor basal. El 9.3tM es
una versión mutante del aptámero 9.3t que no tiene actividad
anticoagulante. Fig. 9B. Fracción de la actividad anticoagulante del
aptámero 9.3t revertida frente al exceso molar de antídoto
oligonucleotídico.
Las Figuras 10A-10C muestran la
especificidad de antídotos oligonucleotídicos. Fig. 10A. Estructura
secundaria mínima del aptámero 9.20t (SEC ID Nº 18). Fig. 10B.
Actividad anticoagulante de 9.20t. Fig. 10C. Especificidad del
antídoto oligonucleotídico Anti D1.
La Figura 11 muestra la estructura secundaria
del aptámero con un tramo final 9.3t-3NT (SEC ID Nº
19). También se muestran antídotos oligonucleotídicos (SEC ID Nº 20
- SEC ID N º22).
Las Figuras 12A y 12B muestran la actividad del
aptámero 9.3t-3NT. Fig. 12A. Datos de unión
competitiva. Fig. 12B. Datos anticoagulantes in vitro.
Las Figuras 13A y 13B muestran la reversión
in vitro de la actividad anticoagulante del aptámero
9.3t-3NT. Fig. 13A. Reversión de la actividad
anticoagulante frente a la concentración de antídoto
oligonucleotídico. Fig. 13B. Reversión de la actividad
anticoagulante frente al exceso molar del antídoto sobre el
aptámero.
Las Figuras 14A y 14B muestran el impacto de la
adición de un tramo final al aptámero contra el FIXa 9.3t sobre la
capacidad de revertir la actividad anticoagulante.
Figura 15. El antídoto oligonucleotídico
5-2C pero no una versión mezclada de este antídoto
oligonucleotídico, 5-2C scr, revierte de forma
eficaz la actividad de los aptámeros 9.3t y Peg-9.3t
en plasma humano.
Figura 16. Cinética de la actividad del antídoto
en plasma humano, como se describe en el Ejemplo 6.
Figura 17. Duración de la actividad del antídoto
in vitro, como se describe en el Ejemplo 6.
Figuras 18A y 18B. Fig. 18A. Estructura
secundaria predicha del aptámero 11F7t (SEC ID Nº 23), que se une al
factor de coagulación Xa humano con una K_{D} de \sim1,5 nM.
Fig. 18B. Estructura secundaria predicha de una versión mutante del
aptámero 11F7t, llamada 11F7tM (SEC ID Nº 24).
Figuras 19A y 19B. El aptámero 11F7t es un
potente anticoagulante del plasma humano. Se añadieron
concentraciones variables de aptámero 11F7t a plasma humano in
vitro, y después se midió el tiempo de coagulación en un ensayo
de PT (Fig. 19A) o APTT (Fig. 19B). Todos los datos están
normalizados a la medida inicial para ese día, de modo que un valor
de 1 equivale a ausencia de cambio en el tiempo de coagulación.
Figura 20. Secuencias de 11F7t para las que los
antídotos oligonucleotídicos son complementarios.
Figuras 21A y 21B. Fig. 21A. Los antídotos
oligonucleotídicos revierten de forma eficaz la actividad del
aptámero 11F7t en plasma humano. Fig. 21B. Caracterización de la
actividad del antídoto 5-2 sobre un intervalo de
concentración más grande de antídoto 5-2, y
comparación con la actividad del antídoto de una versión de
secuencia mezclada del antídoto 5-2,
5-2 scr.
Figura 22. Cinética de la actividad del antídoto
en plasma humano. Se añadió aptámero 11F7t a plasma humano in
vitro a una concentración final 125 nM, y se dejó incubar
durante 5 minutos a 37ºC. Después se añadió antídoto
oligonucleotídico 5-2 a un exceso molar de 1:1 ó 5:1
o no se añadió antídoto, y se determinó la actividad de coagulación
del plasma midiendo el tiempo de coagulación en un ensayo de PT en
los tiempos indicados después de la adición de antídoto. Se calculó
el % de actividad anticoagulante residual restante comparando la
diferencia sobre la medida inicial entre el tiempo de coagulación en
presencia de antídoto con la diferencia sobre la medida inicial en
ausencia de antídoto en cada momento puntual. No se muestran los
datos recogidos a un exceso molar de 5:1 de antídoto
5-2 para el aptámero 11F7t, ya que la reversión de
la actividad anticoagulante era completa en el primer momento
puntual (1 minuto).
Figura 23. Duración de la actividad del antídoto
in vitro. La duración de la inactivación de la actividad
anticoagulante del aptámero 11F7t por el antídoto oligonucleotídico
5-2 se midió in vitro en plasma humano. En
resumen, se añadió 11F7t a plasma humano a una concentración final
125 nM y se dejó incubar durante 5 minutos. Después se añadió
antídoto oligonucleotídico 5-2 a un exceso molar de
factor 4, o en un experimento paralelo se añadió tampón solo en
lugar del antídoto oligonucleotídico, y se midió el tiempo de
coagulación en un ensayo de PT a diversos momentos puntuales después
de la adición de antídoto. Todos los datos están normalizados a la
medida inicial para ese día, de modo que un valor de 1 = ausencia de
cambio en el tiempo de coagulación. Se descubrió que después de 5
horas de incubación a 37ºC, el PT del plasma no tratado comenzaba a
aumentar, lo que indica pérdida de la actividad formadora de
coágulos del plasma, y el experimento por tanto se detuvo a las 5
horas.
Figura 24. Aptámeros 9.3t y 11F7t y sus
antídotos respectivos funcionan de forma independiente entre sí en
plasma humano. Apt1 = 9.3t (30 nM), Apt2 = 11F7t (100 nM), AD1 = AO
5-2c (300 nM), AD2 = AO5-2 (500 nM)
- las concentraciones finales en plasma están en (). Se añadieron
los aptámeros a plasma humano a 37ºC como se indica, y se dejaron
incubar durante 5 minutos. Después se añadieron los antídotos como
se indica, y se midió la actividad de coagulación 10 minutos después
de la adición de antídoto en ensayos de APTT. En todos los ensayos,
se sustituyó el aptámero o el antídoto por tampón solo en casos en
los que se añadió solamente un aptámero o un antídoto al plasma.
Todos los datos están normalizados a la medida inicial para ese día,
de modo que un valor de 1 = ausencia de cambio en el tiempo de
coagulación.
Figuras 25A-25F. Anticoagulación
controlada con antídoto del plasma de pacientes con trombocitopenia
inducida por heparina. Fig. 25A-25C. La actividad
del aptámero Peg-9.3t y el antídoto
5-2 se ensayó en plasma de pacientes dependientes de
hemodiálisis diagnosticados con HIT. Fig. 25D-25F.
La actividad del aptámero Peg-9.3t y el antídoto
5-2 se ensayó en plasma de pacientes que padecen
complicaciones tromboembólicas de HIT. Las muestras de plasma se
trataron como se indica: aptámero, Peg-9.3t 125 nM;
antídoto, AO 5-2 1,25 \muM; aptámero mutante,
9.3tM 125 nM. Los experimentos se realizaron como se describe en el
Ejemplo 2, Figura 9. Los datos se presentan en segundos (s) y son el
promedio \pm intervalo de mediciones duplicadas.
Figuras 26A y B. Anticoagulación controlada con
antídoto del plasma de pacientes con trombocitopenia inducida por
heparina. La actividad del aptámero 11F7t y el antídoto
5-2 se ensayó en plasma de un paciente dependiente
de hemodiálisis diagnosticado con HIT y de un paciente que padecía
complicaciones tromboembólicas de HIT. Para el paciente 3, las
muestras de plasma se trataron como se indica: aptámero, 11F7t 250
nM; antídoto, AO 5-2 1,0 \muM; aptámero mutante,
9.3tM 250 nM. Los experimentos se realizaron como se describe en el
Ejemplo 2, Figura 9. Para el paciente 6, las muestras de plasma se
trataron como se indica: aptámero, 11F7t 125 nM; antídoto, AO
5-2 250 nM; aptámero mutante, 9.3tM 125 nM. Los
datos se presentan en segundos (s) y son el promedio \pm intervalo
de mediciones duplicadas.
La presente invención se refiere en líneas
generales a moduladores de agentes farmacológicos, incluyendo
agentes terapéuticos y de diagnóstico. La invención se refiere
adicionalmente a métodos para potenciar o inhibir la eficacia de
agentes farmacológicos administrando moduladores de la invención a
un sujeto (por ejemplo, un ser humano) que lo necesite. Además, la
invención se refiere a métodos para usar moduladores de la invención
para evaluar la actividad de ligandos de ácido nucleico, in
vivo e in vitro.
La presente invención se refiere a la reversión
específica y rápida de la actividad de un ligando de ácido
nucleico, por ejemplo, alterando su conformación y por tanto su
función. De acuerdo con la invención, el modulador puede ponerse en
contacto con el ligando de ácido nucleico marcado como diana en
condiciones tales que se una al ligando de ácido nucleico y
modifique la interacción entre el ligando de ácido nucleico y su
molécula diana. La modificación de esa interacción puede estar
provocada por la modificación de la estructura del ligando de ácido
nucleico como resultado de la unión por el modulador. El modulador
puede unirse al ligando de ácido nucleico libre y/o el ligando de
ácido nucleico unido a su molécula diana.
Los moduladores de la invención pueden estar
diseñados de modo que se unan a cualquier ligando de ácido nucleico
particular con un elevado grado de especificidad y un grado deseado
de afinidad. Los moduladores están diseñados de modo que, después
de la unión, la estructura del ligando de ácido nucleico se modifica
en una forma menos activa. Por ejemplo, el modulador puede estar
diseñado de modo que después de la unión al ligando de ácido
nucleico marcado como diana, la estructura tridimensional de ese
ligando de ácido nucleico se altere de modo que el ligando de ácido
nucleico ya no pueda unirse a su molécula diana o se una a su
molécula diana con menos afinidad.
El modulador es un oligonucleótido. El
oligonucleótido puede ser una secuencia que es complementaria a al
menos una parte del ligando de ácido nucleico. En otra realización,
el modulador es una ribozima o ADNzima que está dirigida al ligando
de ácido nucleico. En una realización adicional, el modulador puede
ser, por ejemplo, un ácido péptido nucleico o ácido morfolino
nucleico que incluye una secuencia que es complementaria a o
hibrida con al menos una parte del ligando de ácido nucleico. Un
modulador puede hibridar específicamente con el ligando de ácido
nucleico cuando la unión del modulador al ligando de ácido nucleico
interfiere de manera suficiente con la función normal del ligando
de ácido nucleico para causar un cambio en la actividad biológica
del ligando de ácido nucleico, en condiciones fisiológicas. En una
realización alternativa, existe un grado suficiente de unión no de
Watson y Crick del modulador al ligando de ácido nucleico para
afectar a la actividad del ligando de ácido nucleico.
En un aspecto de referencia también se incluyen
métodos para identificar moduladores de ligandos de ácido nucleico.
En un aspecto, la unión de un modulador a un ácido nucleico se
determina por cualquier ensayo que mida la afinidad de unión, tal
como un ensayo de desplazamiento en gel. En otro aspecto, la unión
de un modulador a un ligando de ácido nucleico se determina por un
ensayo Biacore. A continuación se describen otros ensayos
ejemplares.
En otro aspecto, la unión o interacción del
modulador con el ligando de ácido nucleico se mide evaluando el
efecto del ligando con y sin el regulador en condiciones biológicas
apropiadas. Por ejemplo, pueden identificarse moduladores que
modifiquen la actividad antitrombótica o anticoagulante del ligando
de ácido nucleico in vitro o in vivo a través de un
bioensayo de prueba de coagulación tal como el ensayo de tiempo de
coagulación activada, el ensayo de tromboplastina parcial activada,
el ensayo de tiempo de hemorragia, el ensayo de tiempo de
protrombina, o el ensayo de tiempo de coagulación de trombina.
La presente invención incluye adicionalmente el
uso de dichos moduladores en una diversidad de indicaciones por lo
cual se desea el control de la actividad del ligando de ácido
nucleico. Los moduladores pueden actuar inhibiendo la actividad del
ligando de ácido nucleico como un antídoto para revertir las
acciones del ligando de ácido nucleico. Además, un aspecto de
referencia proporciona métodos para usar moduladores de la invención
para evaluar la actividad de ligandos de ácido nucleico. Un aspecto
de referencia se refiere a métodos para inhibir la eficacia de
ligandos de ácido nucleico administrando moduladores de la invención
a mamíferos humanos o no humanos.
En otra realización, los moduladores de la
invención también pueden usarse para revertir la unión de ligandos
de ácido nucleico que albergan restos radiactivos o citotóxicos a
tejido diana y por lo cual, por ejemplo, facilita la eliminación de
dichos restos del sistema de un paciente. Asimismo, los moduladores
de la invención pueden usarse para revertir la unión de ligandos de
ácido nucleico marcados con restos detectables (usados, por
ejemplo, en formación de imágenes o aislamiento o clasificación
celular) a células o tejidos diana (Hicke et al., J. Clin.
Invest. 106: 923 (2000); Ringquist et al., Cytometry 33: 394
(1998)). Esta reversión puede usarse para acelerar la eliminación
del resto detectable del sistema de un paciente.
En un aspecto de referencia los moduladores
también pueden usarse en entornos in vitro para potenciar o
inhibir el efecto de un ligando de ácido nucleico (por ejemplo,
aptámero) sobre una molécula diana. Por ejemplo, los moduladores
pueden usarse en estudios de validación de dianas. Usando los
moduladores, es posible confirmar que una respuesta observada
después de inhibir una molécula diana (con un ligando de ácido
nucleico) se debe a la inhibición específica de esa molécula.
Los moduladores de la invención pueden
formularse en composiciones farmacéuticas que pueden incluir, además
del modulador, un vehículo, diluyente o excipiente
farmacéuticamente aceptable. La naturaleza precisa de la
composición dependerá, al menos en parte, de la naturaleza del
modulador y la vía de administración. Los regímenes de dosificación
óptimos los puede establecer fácilmente un especialista en la
técnica y pueden variar con el modulador, el paciente y el efecto
buscado. Generalmente, el modulador se administra IV, IM, IP, SC,
por vía oral o por vía tópica, según sea apropiado.
En otra realización, el ligando de ácido
nucleico o su regulador puede unirse covalentemente a un compuesto
lipófilo tal como colesterol, dialquilglicerol, diacilglicerol, o un
compuesto de elevado peso molecular no inmunogénico o polímero tal
como polietilenglicol (PEG). En estos casos, las propiedades
farmacocinéticas del ligando de ácido nucleico o modulador pueden
potenciarse. En otras realizaciones más, el ligando de ácido
nucleico o el modulador puede estar compuesto, por ejemplo, por un
ácido nucleico o PNA o MNA encapsulado en el interior de un
liposoma, y se observa captación intracelular potenciada sobre el
oligonucleótido o modulador no complejado. El compuesto lipófilo o
compuesto de elevado peso molecular no inmunogénico puede unirse
covalentemente o asociarse a través de interacciones no covalentes
con el(los) ligando(s) o modulador(es). En
realizaciones en las que el compuesto lipófilo es colesterol,
dialquilglicerol, diacilglicerol, o el compuesto de elevado peso
molecular no inmunogénico es PEG, se prefiere una asociación
covalente con el(los) modulador(es)
oligonucleotídico(s). En realizaciones en las que el
compuesto lipófilo es un liposoma catiónico o en las que los
moduladores oligonucleotídicos están encapsulados dentro del
liposoma, se prefiere una asociación no covalente con el(los)
modulador(es) oligonucleotídico(s). En realizaciones
en las que se emplea unión covalente, el compuesto lipófilo o
compuesto de elevado peso molecular no inmunogénico puede unirse
covalentemente a una diversidad de posiciones en el modulador
oligonucleotídico, tal como a un grupo amino exocíclico en la base,
la posición 5 de un nucleótido de pirimidina, la posición 8 de un
nucleótido de purina, el grupo hidroxilo del fosfato, o un grupo
hidroxilo u otro grupo en el extremo 5' o 3' del modulador
oligonucleotídico. Preferiblemente, sin embargo, se une al grupo
hidroxilo 5' o 3' del mismo. La unión del modulador
oligonucleotídico a otros componentes del complejo puede hacerse
directamente o con la utilización de enlazadores o espaciadores. El
compuesto lipófilo o compuesto de elevado peso molecular no
inmunogénico puede asociarse a través de interacciones no covalente
con el(los) modulador(es)
oligonucleotídico(s). Por ejemplo, en una realización de la
presente invención, el modulador oligonucleotídico se encapsula
dentro del compartimiento interno del compuesto lipófilo. En otra
realización de la presente invención, el modulador
oligonucleotídico se asocia con el compuesto lipófilo a través de
interacciones electrostáticas. Por ejemplo, puede asociarse un
liposoma catiónico con un modulador oligonucleotídico aniónico.
Otro ejemplo de una interacción no covalente a través de fuerzas
iónicas de atracción es uno en el que una parte del modulador
oligonucleotídico hibrida a través de apareamiento de bases de
Watson y Crick o apareamiento de bases de triple hélice con un
oligonucleótido que está asociado con un compuesto lipófilo o
compuesto de elevado peso molecular no inmunogénico.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cree que los siguientes términos tienen los
significados bien reconocidos en la técnica. Sin embargo, se exponen
las siguientes definiciones para facilitar la explicación de la
invención.
Se entiende que las expresiones "actividad de
unión" y "afinidad de unión" se refieren a la tendencia de
una molécula ligando a unirse o no unirse a una diana. La energía
de dichas interacciones es significativa en la "actividad de
unión" y la "afinidad de unión" porque define las
concentraciones necesarias de los compañeros de interacción, las
velocidades a las que estos compañeros son capaces de asociarse, y
las concentraciones relativas de moléculas unidas y libres en una
solución. La energética se caracteriza a través de, entre otros
modos, la determinación de una constante de disociación, K_{d}.
Preferiblemente, la K_{d} se establece usando un ensayo de unión
a filtro de nitrocelulosa de filtro doble tal como el descrito por
Wong y Lohman, 1993, Proc. Natl Acad. Set 'USA 90,
5428-5432. "Oligonucleótidos de unión
específica", "ligandos de ácido nucleico" o
"aptámeros" en una realización de la invención son
oligonucleótidos que tienen regiones de unión específicas que son
capaces de formar complejos con una molécula diana pretendida. La
especificidad de la unión se define en términos de las constantes
de disociación comparativas (K_{d}) de un modulador de un ligando
de ácido nucleico en comparación con la constante de disociación con
respecto a otros materiales en el entorno o moléculas no
relacionadas en general. La K_{d} para un modulador de un ligando
de ácido nucleico puede ser 2 veces, preferiblemente 5 veces, más
preferiblemente 10 veces menor que la K_{d} con respecto al
modulador y el material no relacionado o material adyacente en el
entorno. Incluso más preferiblemente, la K_{d} será 50 veces
menor, más preferiblemente 100 veces menor, y más preferiblemente
200 veces menor.
La K_{d} puede determinarse directamente por
métodos bien conocidos, y puede calcularse incluso para mezclas
complejas por métodos tales como, por ejemplo, los expuestos en
Caceci, M., et al., Byte (1984) 9: 340-362.
Se ha observado, sin embargo, que para algunos oligonucleótidos
pequeños, es difícil la determinación directa de K_{d}, y puede
conducir a resultados elevados de forma errónea. En estas
circunstancias, puede realizarse un ensayo de unión competitiva
para la molécula diana u otra sustancia candidata con respecto a
sustancias que se sabe que se unen a la diana o candidato. El valor
de la concentración a la que sucede una inhibición del 50%
(K_{i}) es, en condiciones ideales, equivalente a K_{d}. Sin
embargo, en ningún caso K_{i} será menor que K_{d}. Por tanto,
la determinación de K_{i}, en una alternativa, establece un valor
máximo para el valor de K_{d}. En esas circunstancias en las que
las dificultades técnicas descartan la medición precisa de K_{d},
la medición de K_{i} puede sustituirse convenientemente para
proporcionar un límite superior para K_{d}. También puede usarse
un valor de K_{i} para confirmar que un modulador se une a un
ligando de ácido nucleico.
Como la especificidad se define en términos de
K_{d} como se ha expuesto anteriormente, en ciertas realizaciones
de la presente invención se prefiere excluir de las categorías de
materiales no relacionados y materiales adyacentes a la diana en el
entorno de la diana aquellos materiales que están suficientemente
relacionados con la diana que son reactivos de forma cruzada
inmunológicamente con la misma. Por "reactiva de forma cruzada
inmunológicamente" se entiende que anticuerpos creados con
respecto a la diana reaccionan de forma cruzada en condiciones de
ensayo convencionales con el material candidato. Generalmente, para
que los anticuerpos reaccionen de forma cruzada en ensayos
convencionales, las afinidades de unión de los anticuerpos para
materiales de reactividad cruzada en comparación con las dianas
deben estar en el intervalo de 5 veces a 100 veces, generalmente
aproximadamente 10 veces.
En el contexto de esta invención,
"hibridación" significa enlace de hidrógeno, que puede ser
enlace de hidrógeno de Watson y Crick, de Hoogsteen o de Hoogsteen
inverso, entre bases nucleosídicas o nucleotídicas complementarias.
Por ejemplo, la adenina y la timina son nucleobases complementarias
que aparean a través de la formación de enlaces de hidrógeno.
"Complementario" como se usa en este documento, se refiere a la
capacidad de un apareamiento preciso entre dos nucleótidos. Por
ejemplo, si un nucleótido en una cierta posición de un
oligonucleótido es capaz de formar enlaces de hidrógeno con un
nucleótido en la misma posición de una molécula de ADN o ARN,
entonces el oligonucleótido y el ADN o ARN se consideran
complementarios entre sí en esa posición. El oligonucleótido y el
ADN o ARN son complementarios entre sí cuando una cantidad
suficiente de posiciones correspondientes en cada molécula está
ocupada por nucleótidos que pueden formar enlaces de hidrógeno entre
sí. Por tanto, "que puede hibridar específicamente" y
"complementario" son expresiones que se usan para indicar un
grado suficiente de complementariedad o apareamiento preciso tal
que sucede unión estable y específica entre el oligonucleótido y el
ADN o ARN diana. Se entiende en la técnica que la secuencia del
compuesto no tiene que ser 100% complementaria a la de su ácido
nucleico diana para que pueda hibridar específicamente. Un compuesto
puede hibridar específicamente cuando la unión del compuesto a la
molécula de ácido nucleico diana impide la función normal del ácido
nucleico diana para causar un cambio en la utilidad, y existe un
grado suficiente de complementariedad para evitar una unión no
específica del compuesto con secuencias no diana en condiciones en
las que se desea una unión específica, es decir, en condiciones
fisiológicas en el caso de ensayos in vivo o tratamiento
terapéutico, y en el caso de ensayos in vitro, en condiciones
en las que se realizan los ensayos.
"Oligómeros" u "oligonucleótidos"
incluyen secuencias de ARN o ADN o mezclas o análogos de las mismas,
de más de un nucleótido en forma de cadena sencilla o dúplex e
incluyen específicamente secuencias cortas tales como dímeros y
trímeros, en forma de cadena sencilla o dúplex, que pueden ser
intermedios en la producción de los oligonucleótidos de unión
específica. Las formas "modificadas" usadas en combinaciones
candidatas contienen al menos un resto no nativo.
Se entiende que la expresión "análogo de
ARN" se refiere a una molécula polimérica que puede contener uno
o más nucleótidos que tienen un sustituyente no de hidrógeno
diferente a un grupo hidroxilo en la posición 2', y por ejemplo,
puede contener al menos uno de los siguientes:
2'-desoxi, 2'-halo (incluyendo
2'-fluoro), 2'-amino
(preferiblemente no sustituido o mono o disustituido),
2'-mono-, di- o tri-halometilo,
2'-O-alquilo (incluyendo
2'-O-metilo u
O-etilo), alquilo
2'-O-halo-sustituido,
2'-alquilo, azido, fosforotioato, sulfhidrilo,
metilfosfonato, fluoresceína, rodamina, pireno, biotina, xantina,
hipoxantina, 2,6-diaminopurina,
2-hidroxi-6-mercaptopurina
y bases de pirimidina sustituidas en la posición 6 con azufre o la
posición 5 con halo o grupos alquilo C_{1-5},
enlazadores básicos, 3'-desoxiadenosina así como
otros análogos "terminadores de cadena" o "no extensibles"
disponibles (en el extremo 3' del ARN), o marcadores tales como
^{32}P, ^{33}P y similares. Todo lo anterior puede incorporarse
en un ARN usando las técnicas de síntesis convencionales descritas
en este documento.
Como se usa en este documento, una "diana"
o "molécula diana" se refiere a una biomolécula que es el
objetivo de una estrategia de fármaco terapéutico o ensayo de
diagnóstico, incluyendo, sin limitación, enzimas, inhibidores
enzimáticos, hormonas, glicoproteínas, lípidos, fosfolípidos, ácidos
nucleicos, proteínas intracelulares, extracelulares, y de
superficie celular, péptidos, carbohidratos, incluyendo
glucosaminoglucanos, lípidos, incluyendo glucolípidos y ciertos
oligonucleótidos, y generalmente, cualquier biomolécula capaz de
activar o desactivar una vía bioquímica o modularla, o que esté
implicada en una respuesta biológica predecible. Las dianas pueden
estar libres en solución, como la trombina, o asociadas con células
o virus, como en receptores o proteínas de envuelta. Cualquier
molécula que sea de suficiente tamaño para reconocerse
específicamente por un ligando de ácido nucleico puede usarse como
diana. Por tanto, pueden usarse estructuras de membrana, receptores,
orgánulos, y similares como dianas de complejación.
Un "aptámero de ARN" es un aptámero que
comprende unidades ribonucleosídicas. También se entiende que
"aptámero de ARN" abarca análogos de ARN como se ha definido
anteriormente en este documento.
Se entiende que la expresión "aptámero contra
factores de coagulación" se refiere a un ácido nucleico
monocatenario que se une a un factor de coagulación y modula su
función. Se entiende que la expresión "factor de coagulación"
se refiere a un factor que actúa en la cascada de coagulación
intrínseca o extrínseca o ambas.
Como se usa en este documento, "secuencia
consenso" se refiere a una secuencia de nucleótidos o región (que
puede estar compuesta o no de nucleótidos contiguos) que se
encuentra en una o más regiones de al menos dos secuencias de ácido
nucleico. Una secuencia consenso puede ser tan corta como de tres
nucleótidos de longitud. También puede estar compuesta de una o más
secuencias no contiguas, con secuencias de nucleótidos o polímeros
de hasta cientos de bases de longitud intercaladas entre las
secuencias consenso. Las secuencias consenso pueden identificarse
por comparaciones de secuencia entre especies de ácidos nucleicos
individuales, pudiendo estar asistidas dichas comparaciones por
programas informáticos y otros, herramientas para el modelado de la
estructura secundaria o terciaria a partir de la información de
secuencia. Generalmente, la secuencia consenso contendrá al menos
aproximadamente de 3 a 20 nucleótidos, más comúnmente de 6 a 10
nucleótidos.
Se entiende que las expresiones "enfermedad
cardiovascular" y "enfermedades cardiovasculares" se
refieren a cualquier enfermedad cardiovascular como entendería un
especialista en la técnica. Los ejemplos no limitantes de
enfermedades cardiovasculares particularmente contempladas incluyen,
aunque sin limitación, aterosclerosis, trombofilia, embolias,
infarto cardiaco (por ejemplo, infarto de miocardio), trombosis,
angina, apoplejía, choque séptico, hipertensión,
hipercolesterolemia, reestenosis y diabetes.
Se entiende que el término
"aproximadamente", como se usa en este documento cuando se hace
referencia a un valor medible tal como una cantidad de peso,
tiempo, dosis etc., abarca variaciones de \pm el 20% o \pm el
10%, más preferiblemente \pm el 5%, incluso más preferiblemente
\pm el 1%, y aún más preferiblemente \pm el 0,1% de la cantidad
especificada, ya que dichas variaciones son apropiadas para realizar
el método descrito.
Los compuestos de la presente invención que
tienen un centro quiral pueden existir en y aislarse en formas
ópticamente activas y racémicas. Algunos compuestos pueden mostrar
polimorfismo. La presente invención abarca formas racémicas,
ópticamente activas, polimórficas, o estereoisoméricas, o mezclas de
las mismas, de un compuesto de la invención, que tienen las
propiedades útiles descritas en este documento. Las formas
ópticamente activas pueden prepararse, por ejemplo, por resolución
de la forma racémica por técnicas de recristalización, por síntesis
a partir de materiales de partida ópticamente activos, por síntesis
quiral, o por separación cromatográfica usando una fase
estacionaria quiral o por resolución enzimática. En una realización
preferida, los compuestos se usan en formas de origen natural. Sin
embargo, como alternativa, los compuestos pueden usarse en una forma
de origen no natural.
\vskip1.000000\baselineskip
Un "ligando de ácido nucleico" como se usa
en este documento es un aptámero contra factores de coagulación
como se ha definido anteriormente. Una acción deseable incluye,
aunque sin limitación, la unión de la diana, el cambio catalítico
de la diana, la reacción con la diana de un modo que modifique la
diana o la actividad funcional de la diana, la unión covalente a la
diana como en un inhibidor suicida, o la facilitación de la
reacción entre la diana y otra molécula. En la realización
preferida, la acción es la unión específica con afinidad por una
molécula diana, siendo dicha molécula diana una estructura química
tridimensional, donde el ligando de ácido nucleico no es un ácido
nucleico que tiene la función fisiológica conocida de unirse por la
molécula diana. En una realización de la invención, los ligandos de
ácido nucleico se identifican usando la metodología SELEX. Los
ligandos de ácido nucleico incluyen ácidos nucleicos que se
identifican a partir de una mezcla de candidatos de ácidos
nucleicos, donde el ligando de ácido nucleico es un ligando de una
diana dada, por el método que comprende a) poner en contacto la
mezcla de candidatos con la diana, donde los ácidos nucleicos que
tienen una afinidad aumentada por la diana con relación a la mezcla
de candidatos pueden separarse del resto de la mezcla de
candidatos; b) separar los ácidos nucleicos de afinidad aumentada
del resto de la mezcla de candidatos; y c) amplificar los ácidos
nucleicos de afinidad aumentada para producir una mezcla de ácidos
nucleicos enriquecida con ligando. Como se usa en este documento,
ligando de ácido nucleico o aptámero se refiere a secuencias tanto
singulares como plurales de ácidos nucleicos que son capaces de
unirse a una proteína u otra molécula, y por lo cual se altera la
función de la proteína u otra molécula.
Los ligandos de ácido nucleico pueden prepararse
con nucleótidos que albergan estequiometría D o L, o una mezcla de
los mismos. Los nucleósidos de origen natural están en configuración
D. Los aptámeros se han preparado a partir de
L-nucleótidos, y se llaman
L-aptámeros. Los ligandos de ácido nucleico usados
para propósitos terapéuticos están típicamente en configuración D,
pero pueden mostrar cualquier configuración que proporcione el
efecto deseado. Típicamente, cuando los ligandos de ácido nucleico
que comprenden L-nucleótidos son la diana de un
modulador oligonucleotídico, el modulador también comprende
L-nucleótidos (véase, por ejemplo, el documento USP
5.780.221).
Los ligandos de ácido nucleico preferiblemente
comprenden de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 nucleótidos,
preferiblemente de aproximadamente 15 a aproximadamente 40
nucleótidos, más preferiblemente de aproximadamente 20 a
aproximadamente 40 nucleótidos, ya que oligonucleótidos de una
longitud que esté dentro de estos intervalos se preparan fácilmente
por técnicas convencionales. En una realización, los aptámeros o
moduladores oligonucleotídicos pueden comprender un mínimo de
aproximadamente 6 nucleótidos, preferiblemente 10, y más
preferiblemente 14 ó 15 nucleótidos, que son necesarios para
realizar la unión específica. Las únicas limitaciones aparentes
sobre la especificidad de unión de los pares diana/oligonucleótido
de la invención se refieren a una secuencia suficiente para que sea
distintiva en el oligonucleótido de unión y suficiente capacidad de
unión de la sustancia diana para obtener la interacción necesaria.
Aptámeros contra regiones de unión que contienen secuencias más
cortas que 10, por ejemplo, 6 unidades, son posibles si puede
obtenerse la interacción apropiada en el contexto del entorno en el
que la diana está situada. Por tanto, si hay poca interferencia por
otros materiales, puede requerirse menos especificidad y menos
fuerza de unión.
Los ligandos de ácido nucleico y métodos para su
producción y uso, se describen, por ejemplo, en las siguientes
patentes de Estados Unidos. Cualquiera de los ligandos de ácido
nucleico descritos en las patentes enumeradas a continuación u
otras patentes, o cualquier ligando de ácido nucleico descrito en
las publicaciones así como otros ligandos de ácido nucleico
deseados usados en terapia médica pueden modularse o regularse de
acuerdo con la presente invención. La Patente de Estados Unidos Nº
6.387.635, titulada 2'-fiuoropyrimidine
anti-calf intestinal phosphatase nucleic acid
ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 6.387.620, titulada
Transcription-free selex; la Patente de Estados
Unidos Nº 6.379.900, titulada Compositions and methods of use of
8-nitroguanine; la Patente de Estados Unidos Nº
6.376.474, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: tissue SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº
6.376.190, titulada Modified SELEX processes without purified
protein; la Patente de Estados Unidos Nº 6.355.787, titulada Purine
nucleoside modifications by palladium catalyzed methods and
compounds produced; la Patente de Estados Unidos Nº 6.355.431,
titulada Detection of nucleic acid amplification reactions using
bead arrays; la Patente de Estados Unidos Nº 6.346.611, titulada
High affinity TGF\beta nucleic acid ligands and inhibitors; la
Patente de Estados Unidos Nº 6.344.321, titulada Nucleic acid
ligands which bind to hepatocyte growth factor/scatter factor
(HGF/SF) or its receptor c-met; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.344.318, titulada Methods of producing nucleic
acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 6.331.398, titulada
Nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 6.331.394,
titulada Nucleic acid ligands to integrins; la Patente de Estados
Unidos Nº 6.329.145, titulada Determining
non-nucleic acid molecule binding to target by
competition with nucleic acid ligand; la Patente de Estados Unidos
Nº 6.306.598, titulada Nucleic acid-coupled
colorimetric analyte detectors; la Patente de Estados Unidos Nº
6.303.316, titulada Organic semiconductor recognition complex and
system; la Patente de Estados Unidos Nº 6.300.074, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
Chemi-SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº
6.291.184, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: photoselection of nucleic acid ligands and solution
selex; la Patente de Estados Unidos Nº 6.287.765, titulada Methods
for detecting and identifying single molecules; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.280.943, titulada
2'-fluoropyrimidine anti-calf
intestinal phosphatase nucleic acid ligands; la Patente de Estados
Unidos Nº 6.280.932, titulada High affinity nucleic acid ligands to
lectins; la Patente de Estados Unidos Nº 6.264.825, titulada Binding
acceleration techniques for the detection of analytes; la Patente
de Estados Unidos Nº 6.261.783, titulada Homogeneous detection of a
target through nucleic acid ligand-ligand beacon
interaction; la Patente de Estados Unidos Nº 6.261.774, titulada
Truncation selex method; la Patente de Estados Unidos Nº 6.242.246,
titulada Nucleic acid ligand diagnostic Biochip; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.232.071, titulada Tenascin-C
nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 6.229.002,
titulada Platelet derived growth factor (PDGF) nucleic acid ligand
complexes; la Patente de Estados Unidos Nº 6.225.063, titulada RNA
channels in biological membranes; la Patente de Estados Unidos Nº
6.207.816, titulada High affinity oligonucleotide ligands to growth
factors; la Patente de Estados Unidos Nº 6.207.388, titulada
Compositions, methods, kits and apparatus for determining the
presence or absence of target molecules; la Patente de Estados
Unidos Nº 6.184.364, titulada High affinity nucleic acid ligands
containing modified nucleotides; la Patente de Estados Unidos Nº
6.183.967, titulada Nucleic acid ligand inhibitors to DNA
polimerases; la Patente de Estados Unidos Nº 6.180.348, titulada
Method of isolating target specific oligonucleotide ligands; la
Patente de Estados Unidos Nº 6.177.557, titulada High affinity
ligands of basic fibroblast growth factor and thrombin; la Patente
de Estados Unidos Nº 6.177.555, titulada Homogeneous detection of a
target through nucleic acid ligand-ligand beacon
interaction; la Patente de Estados Unidos Nº 6.171.795, titulada
Nucleic acid ligands to CD40 ligand; la Patente de Estados Unidos
Nº 6.168.778, titulada Vascular endothelial growth factor (VEGF)
Nucleic Acid Ligand Complexes; la Patente de Estados Unidos Nº
6.147.204, titulada Nucleic acid ligand complexes; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.140.490, titulada High affinity nucleic acid
ligands of complement system proteins; la Patente de Estados Unidos
Nº 6.127.119, titulada Nucleic acid ligands of tissue target; la
Patente de Estados Unidos Nº 6.124.449, titulada High affinity
TGF\beta nucleic acid ligands and inhibitors; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.114.120, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: tissue selex; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.110.900, titulada Nucleic acid ligands; la
Patente de Estados Unidos Nº 6.083.696, titulada Systematic
evolution of ligands exponential enrichment: blended selex; la
Patente de Estados Unidos Nº 6.080.585, titulada Methods for
discovering ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 6.051.698,
titulada Vascular endothelial growth factor (VEGF) nucleic acid
ligand complexes; la Patente de Estados Unidos Nº 6.048.698,
titulada Parallel SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº 6.030.776,
titulada Parallel SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº 6.028.186,
titulada High affinity nucleic acid ligands of cytokines; la Patente
de Estados Unidos Nº 6.022.691, titulada Determination of
oligonucleotides for therapeutics, diagnostics and research
reagents; la Patente de Estados Unidos Nº 6.020.483, titulada
Nucleoside modifications by palladium catalyzed methods; la Patente
de Estados Unidos Nº 6.020.130, titulada Nucleic acid ligands that
bind to and inhibit DNA polimerases; la Patente de Estados Unidos
Nº 6.013.443, titulada Systematic evolution of ligands by
exponential enrichment: tissue SELEX; la Patente de Estados Unidos
Nº 6.011.020, titulada Nucleic acid ligand complexes; la Patente de
Estados Unidos Nº 6.001.988, titulada High affinity nucleic acid
ligands to lectins; la Patente de Estados Unidos Nº 6.001.577,
titulada Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
photoselection of nucleic acid ligands and solution selex; la
Patente de Estados Unidos Nº 6.001.570, titulada Compositions,
methods, kits and apparatus for determining the presence or absence
of target molecules; la Patente de Estados Unidos Nº 5.998.142,
titulada Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
chemi-SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº
5.989.823, titulada Homogeneous detection of a target through
nucleic acid ligand-ligand beacon interaction; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.972.599, titulada High affinity
nucleic acid ligands of cytokines; la Patente de Estados Unidos Nº
5.962.219, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: chemi-selex; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.958.691, titulada High affinity nucleic acid ligands
containing modified nucleotides; la Patente de Estados Unidos Nº
5.874.557, titulada Nucleic acid ligand inhibitors to DNA
polimerases; la Patente de Estados Unidos Nº 5.874.218, titulada
Method for detecting a target compound in a substance using a
nucleic acid ligand; la Patente de Estados Unidos Nº 5.871.924,
titulada Method for the production of ligands capable of
facilitating aminoacil-RNA synthesis; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.869.641, titulada High affinity nucleic acid
ligands of CD4; la Patente de Estados Unidos Nº 5.864.026, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: tissue
selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.861.254, titulada Flow
cell SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº 5.859.228, titulada
Vascular endothelial growth factor (VEGF) nucleic acid ligand
complexes; la Patente de Estados Unidos Nº 5.858.660, titulada
Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.853.984, titulada
Use of nucleic acid ligands in flow cytometry; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.849.890, titulada High affinity oligonucleotide ligands
to chorionic gonadotropin hormone and related glicoprotein
hormones; la Patente de Estados Unidos Nº 5.849.479, titulada
High-affinity oligonucleotide ligands to vascular
endothelial growth factor (VEGF); la Patente de Estados Unidos Nº
5.846.713, titulada High affinity HKGF nucleic acid ligands and
inhibitors; la Patente de Estados Unidos Nº 5.843.653, titulada
Method for detecting a target molecule in a sample using a nucleic
acid ligand; la Patente de Estados Unidos Nº 5.837.834, titulada
High affinity HKGF nucleic acid ligands and inhibitors; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.837.456, titulada High affinity
oligonucleotide ligands to chorionic gonadotropin hormone and
related glicoprotein hormones; la Patente de Estados Unidos Nº
5.834.199, titulada Methods of identifying transition metal
complexes that selectively cleave regulatory elements of mRNA and
uses thereof; la Patente de Estados Unidos Nº 5.817.785, titulada
Methods of producing nucleic acid ligands; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.811.533, titulada High-affinity
oligonucleotide ligands to vascular endothelial growth factor
(VEGF); la Patente de Estados Unidos Nº 5.795.721, titulada High
affinity nucleic acid ligands of ICP4; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.789.163, titulada Enzyme linked oligonucleotide assays
(ELONAS); la Patente de Estados Unidos Nº 5.789.160, titulada
Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.789.157, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: tissue
selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.786.462, titulada High
affinity ssDNA ligands of HIV-1 reverse
transcriptase; la Patente de Estados Unidos Nº 5.780.228, titulada
High affinity nucleic acid ligands to lectins; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.773.598, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: chimeric selex; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.766.853, titulada Method for identification of
high affinity nucleic acid ligands to selectins; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.763.595, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: Chemi-SELEX; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.763.566, titulada Systematic
evolution of ligands by exponential enrichment: tissue SELEX; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.763.177, titulada Systematic
evolution of ligands by exponential enrichment: photoselection of
nucleic acid ligands and solution selex; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.763.173, titulada Nucleic acid ligand inhibitors to DNA
polimerases; la Patente de Estados Unidos Nº 5.756.287, titulada
High affinity HIV integrase inhibitors; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.750.342, titulada Nucleic acid ligands of tissue target; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.734.034, titulada Nucleic acid ligand
inhibitors of human neutrophil elastase; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.731.424, titulada High affinity TGF\beta nucleic acid
ligands and inhibitors; la Patente de Estados Unidos Nº 5.731.144,
titulada High affinity TGF\beta nucleic acid ligands; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.726.017, titulada High affinity
HIV-1 gag nucleic acid ligands; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.723.594, titulada High affinity PDGF nucleic
acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.723.592, titulada
Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.723.289, titulada
Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.712.375, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: tissue
selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.707.796, titulada Method
for selecting nucleic acids on the basis of structure; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.705.337, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: chemi-SELEX; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.696.249, titulada Nucleic acid
ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.693.502, titulada Nucleic
acid ligand inhibitors to DNA polimerases; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.688.935, titulada Nucleic acid ligands of tissue target;
la Patente de Estados Unidos Nº 5.686.592, titulada
High-affinity oligonucleotide ligands to
immunoglobulin E (IgE); la Patente de Estados Unidos Nº 5.686.242,
titulada Determination of oligonucleotides for therapeutics,
diagnostics and research reagents; la Patente de Estados Unidos Nº
5.683.867, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: blended SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº
5.674.685, titulada High affinity PDGF nucleic acid ligands; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.670.637, titulada Nucleic acid
ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.668.264, titulada High
affinity PDGF nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.663.064, titulada Ribozymes with RNA protein binding site; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.660.985, titulada High affinity
nucleic acid ligands containing modified nucleotides; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.654.151, titulada High affinity HIV
Nucleocapsid nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.650.275, titulada Target detection method using spectroscopically
detectable nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.648.214, titulada High-affinity oligonucleotide
ligands to the tachykinin substance P; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.641.629, titulada Spectroscopically detectable nucleic acid
ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.639.868, titulada
High-affinity RNA ligands for basic fibroblast
growth factor; la Patente de Estados Unidos Nº 5.637.682, titulada
High-affinity oligonucleotide ligands to the
tachykinin substance P; la Patente de Estados Unidos Nº 5.637.461,
titulada Ligands of HIV-1 TAT protein; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.637.459, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: chimeric selex; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.635.615, titulada High affinity HIV nucleocapsid
nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.629.155,
titulada High-affinity oligonucleotide ligands to
immunoglobulin E (IgE); la Patente de Estados Unidos Nº 5.622.828,
titulada High-affinity oligonucleotide ligands to
secretory phospholipase A2 (sPLA.sub.2); la Patente de Estados
Unidos Nº 5.595.877, titulada Methods of producing nucleic acid
ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.587.468, titulada High
affinity nucleic acid ligands to HIV integrase; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.580.737, titulada High-affinity
nucleic acid ligands that discriminate between theophylline and
caffeine; la Patente de Estados Unidos Nº 5.567.588, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: Solution
SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº 5.543.293, titulada DNA
ligands of thrombin; la Patente de Estados Unidos Nº 5.527.894,
titulada Ligands of HIV-1 tat protein; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.475.096, titulada Nucleic acid ligands; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.866.334, titulada Determination and
identification of active compounds in a compound library; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.864.026, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: tissue selex; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.861.254, titulada Flow cell SELEX; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.859.228, titulada Vascular endothelial growth
factor (VEGF) nucleic acid ligand complexes; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.858.660, titulada Parallel selex; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.853.984, titulada Use of nucleic acid ligands in flow
cytometry; la Patente de Estados Unidos Nº 5.849.890, titulada High
affinity oligonucleotide ligands to chorionic gonadotropin hormone
and related glicoprotein hormones; la Patente de Estados Unidos Nº
5.849.479, titulada High-affinity oligonucleotide
ligands to vascular endothelial growth factor (VEGF); la Patente de
Estados Unidos Nº 5.846.713, titulada High affinity HKGF nucleic
acid ligands and inhibitors; la Patente de Estados Unidos Nº
5.843.732, titulada Method and apparatus for determining consensus
secondary structures for nucleic acid sequences; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.843.653, titulada Method for detecting a target
molecule in a sample using a nucleic acid ligand; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.840.867, titulada Aptamer analogs specific for
biomolecules; la Patente de Estados Unidos Nº 5.840.580, titulada
Phenotypic characterization of the hematopoietic stem cell; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.837.838, titulada Bax inhibitor
proteins; la Patente de Estados Unidos Nº 5.837.834, titulada High
affinity HKGF nucleic acid ligands and inhibitors; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.837.456, titulada High affinity oligonucleotide
ligands to chorionic gonadotropin hormone and related glicoprotein
hormones; la Patente de Estados Unidos Nº 5.834.199, titulada
Methods of identifying transition metal complexes that selectively
cleave regulatory elements of mRNA and uses thereof; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.834.184, titulada In vivo selection of
RNA-binding peptides; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.817.785, titulada Methods of producing nucleic acid ligands; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.811.533, titulada
High-affinity oligonucleotide ligands to vascular
endothelial growth factor (VEGF); la Patente de Estados Unidos Nº
5.804.390, titulada Use of nuclear magnetic resonance to identify
ligands to target biomolecules; la Patente de Estados Unidos Nº
5.795.721, titulada High affinity nucleic acid ligands of ICP4; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.789.163, titulada Enzyme linked
oligonucleotide assays (ELONAS); la Patente de Estados Unidos Nº
5.789.160, titulada Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº
5.789.157, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: tissue selex; la Patente de Estados Unidos Nº
5.786.462, titulada High affinity ssDNA ligands of
HIV-1 reverse transcriptase; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.786.203, titulada Isolated nucleic acid encoding
corticotropin-releasing factor.sub.2 receptors; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.786.145, titulada Oligonucleotide
competitors for binding of HIV RRE to REV protein and assays for
screening inhibitors of this binding; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.783.566, titulada Method for increasing or decreasing
transfection efficiency; la Patente de Estados Unidos Nº 5.780.610,
titulada Reduction of nonspecific hybridization by using novel
base-pairing schemes; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.780.228, titulada High affinity nucleic acid ligands to
lectins; la Patente de Estados Unidos Nº 5.773.598, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: chimeric
selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.770.434, titulada Soluble
peptides having constrained, secondary conformation in solution and
method of making same; la Patente de Estados Unidos Nº 5.766.853,
titulada Method for identification of high affinity nucleic acid
ligands to selectins; la Patente de Estados Unidos Nº 5.763.595,
titulada Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
Chemi-SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº
5.763.566, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: tissue SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº 5.763.177,
titulada Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
photoselection of nucleic acid ligands and solution selex; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.763.173, titulada Nucleic acid ligand
inhibitors to DNA polimerases; la Patente de Estados Unidos Nº
5.756.296, titulada Nucleotide-directed assembly of
bimolecular and multimolecular drugs and devices; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.756.291, titulada Aptamers specific for
biomolecules and methods of making; la Patente de Estados Unidos Nº
5.756.287, titulada High affinity HIV integrase inhibitors; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.750.342, titulada Nucleic acid
ligands of tissue target; la Patente de Estados Unidos Nº
5.739.305, titulada Nucleotide-directed assembly of
bimolecular and multimolecular drugs and devices; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.734.034, titulada Nucleic acid ligand
inhibitors of human neutrophil elastase; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.733.732, titulada Methods for detecting primary
adhalinopathy; la Patente de Estados Unidos Nº 5.731.424, titulada
High affinity TGF.beta. nucleic acid ligands and inhibitors; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.731.144, titulada High affinity
TGF.beta. nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.726.017, titulada High affinity HIV-1 gag nucleic
acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.726.014, titulada
Screening assay for the detection of DNA-binding
molecules; la Patente de Estados Unidos Nº 5.723.594, titulada High
affinity PDGF nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.723.592, titulada Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº
5.723.289, titulada Parallel selex; la Patente de Estados Unidos Nº
5.712.375, titulada Systematic evolution of ligands by exponential
enrichment: tissue selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.707.796,
titulada Method for selecting nucleic acids on the basis of
structure; la Patente de Estados Unidos Nº 5.705.337, titulada
Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
chemi-SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº
5.698.442, titulada DNA encoding an 18 Kd CDK6 inhibiting protein;
la Patente de Estados Unidos Nº 5.698.426, titulada Surface
expression libraries of heteromeric receptors; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.698.401, titulada Use of nuclear magnetic
resonance to identify ligands to target biomolecules; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.693.502, titulada Nucleic acid ligand
inhibitors to DNA polimerases; la Patente de Estados Unidos Nº
5.688.935, titulada Nucleic acid ligands of tissue target; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.688.670, titulada
Self-modifying RNA molecules and methods of making;
la Patente de Estados Unidos Nº 5.686.592, titulada
High-affinity oligonucleotide ligands to
immunoglobulin E (IgE); la Patente de Estados Unidos Nº 5.683.867,
titulada Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
blended SELEX; la Patente de Estados Unidos Nº 5.681.702, titulada
Reduction of nonspecific hybridization by using novel
base-pairing schemes; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.674.685, titulada High affinity PDGF nucleic acid ligands; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.670.637, titulada Nucleic acid
ligands; la Patente de Estados Unidos Nº 5.668.265, titulada
Bi-directional oligonucleotides that bind thrombin;
la Patente de Estados Unidos Nº 5.668.264, titulada High affinity
PDGF nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.660.985, titulada High affinity nucleic acid ligands containing
modified nucleotides; la Patente de Estados Unidos Nº 5.660.855,
titulada Lipid constructs for targeting to vascular smooth muscle
tissue; la Patente de Estados Unidos Nº 5.658.738 titulada
Bi-directional oligonucleotides that bind thrombin;
la Patente de Estados Unidos Nº 5.656.739 titulada
Nucleotide-directed assembly of bimolecular and
multimolecular drugs and devices; la Patente de Estados Unidos Nº
5.656.467, titulada Methods and materials for producing gene
libraries; la Patente de Estados Unidos Nº 5.654.151, titulada High
affinity HIV Nucleocapsid nucleic acid ligands; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.650.275, titulada Target detection method using
spectroscopically detectable nucleic acid ligands; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.648.214, titulada High-affinity
oligonucleotide ligands to the tachykinin substance P; la Patente
de Estados Unidos Nº 5.641.629, titulada Spectroscopically
detectable nucleic acid ligands; la Patente de Estados Unidos Nº
5.639.868, titulada High-affinity RNA ligands for
basic fibroblast growth factor; la Patente de Estados Unidos Nº
5.639.428, titulada Method and apparatus for fully automated
nucleic acid amplification, nucleic acid assay and immunoassay; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.637.682, titulada
High-affinity oligonucleotide ligands to the
tachykinin substance P; la Patente de Estados Unidos Nº 5.637.459,
titulada Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
chimeric selex; la Patente de Estados Unidos Nº 5.635.615, titulada
High affinity HIV nucleocapsid nucleic acid ligands; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.631.156, titulada DNA encoding and 18 KD CDK6
inhibiting protein; la Patente de Estados Unidos Nº 5.631.146,
titulada DNA aptamers and catalysts that bind adenosine or
adenosine-5'-phosphates and methods
for isolation thereof; la Patente de Estados Unidos Nº 5.629.407,
titulada DNA encoding an 18 KD CDK6 inhibiting protein and
antibodies thereto; la Patente de Estados Unidos Nº 5.629.155,
titulada High-affinity oligonucleotide ligands to
immunoglobulin E (IgE); la Patente de Estados Unidos Nº 5.622.828,
titulada High-affinity oligonucleotide ligands to
secretory phospholipase A2 (sPLA.sub.2); la Patente de Estados
Unidos Nº 5.621.082, titulada DNA encoding an 18 Kd CDK6 inhibiting
protein; la Patente de Estados Unidos Nº 5.599.917, titulada
Inhibition of interferon-gamma with
oligonucleotides; la Patente de Estados Unidos Nº 5.597.696,
titulada Covalent cianine dye oligonucleotide conjugates; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.587.468, titulada High affinity
nucleic acid ligands to HIV integrase; la Patente de Estados Unidos
Nº 5.585.269, titulada Isolated DNA encoding c-mer
protooncogene; la Patente de Estados Unidos Nº 5.580.737, titulada
High-affinity nucleic acid ligands that
discriminate between theophylline and caffeine; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.567.588, titulada Systematic evolution of
ligands by exponential enrichment: Solution SELEX; la Patente de
Estados Unidos Nº 5.565.327, titulada Methods of diagnosing
parasitic infections and of testing drug susceptibility of
parasites; la Patente de Estados Unidos Nº 5.527.894, titulada
Ligands of HIV-1 tat protein; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.512.462, titulada Methods and reagents for the
polimerase chain reaction amplification of long DNA sequences; la
Patente de Estados Unidos Nº 5.503.978, titulada Method for
identification of high affinity DNA ligands of
HIV-1 reverse transcriptase; la Patente de Estados
Unidos Nº 5.472.841, titulada Methods for identifying nucleic acid
ligands of human neutrophil elastase; y
la Patente de Estados Unidos Nº 5.459.015, titulada High-affinity RNA ligands of basic fibroblast growth factor.
la Patente de Estados Unidos Nº 5.459.015, titulada High-affinity RNA ligands of basic fibroblast growth factor.
Los moduladores (es decir, reguladores) de la
invención son moduladores oligonucleotídicos farmacéuticamente
aceptables que pueden unirse a un ligando de ácido nucleico y
modificar la interacción entre ese ligando y su molécula diana (por
ejemplo, modificando la estructura del aptámero) del modo descrito
anteriormente, o que degrada, metaboliza, escinde o altera
químicamente de otro modo el ligando de ácido nucleico para
modificar su efecto biológico como se ha descrito anteriormente.
Los ejemplos de moduladores incluyen (A) oligonucleótidos o
análogos de los mismos que son complementarios a al menos una parte
de la secuencia del aptámero (incluyendo ribozimas o ADNzimas o,
por ejemplo, ácidos péptido nucleicos (PNA), ácidos mofolino
nucleicos (MNA), o ácidos nucleicos cerrados (LNA)), y (E)
quimeras, productos de fusión, u otras combinaciones de cualquiera
de los anteriores.
En una realización alternativa de la invención,
el propio modulador es un aptámero. En esta realización, primero se
genera un ligando de ácido nucleico que se une al agente terapéutico
deseado. En una segunda etapa, se genera un segundo aptámero que se
une al primer aptámero usando el proceso SELEX descrito en este
documento u otro proceso, y modula la interacción entre el aptámero
terapéutico y la diana.
En otras realizaciones alternativas, el ligando
de ácido nucleico que se une a la diana es un PNA, MNA, LNA o PCO y
el modulador es un aptámero. Como alternativa, el ligando de ácido
nucleico que se une a la diana es un PNA, MNA, LNA o PCO, y el
modulador es un MNA. Como alternativa, el ligando de ácido nucleico
que se une a la diana es un PNA, MNA, LNA o PCO, y el modulador es
un LNA. Como alternativa, el ligando de ácido nucleico que se une a
la diana es un PNA, MNA, LNA o PCO, y el modulador es PCO.
\vskip1.000000\baselineskip
El modulador de la invención es un
oligonucleótido que comprende una secuencia complementaria a al
menos una parte de la secuencia del ligando de ácido nucleico
marcado como diana. Por ejemplo, el modulador oligonucleotídico
puede comprender una secuencia complementaria a 6-25
nucleótidos del ligando de ácido nucleico marcado como diana,
típicamente, 8-20 nucleótidos, más típicamente,
10-15 nucleótidos. De forma ventajosa, el modulador
oligonucleotídico es complementario a 6-25
nucleótidos consecutivos del ligando de ácido nucleico, u
8-20 ó 10-15 nucleótidos
consecutivos. La longitud del modulador oligonucleotídico puede
optimizarse fácilmente teniendo en cuenta el ligando de ácido
nucleico marcado como diana y el efecto buscado. Típicamente el
modulador oligonucleotídico es de 5-80 nucleótidos
de longitud, más típicamente, de 10-30 y mucho más
típicamente de 15-20 nucleótidos (por ejemplo,
15-17). El oligonucleótido puede prepararse con
nucleótidos que albergan estequiometría D o L, o una mezcla de las
mismas. Los nucleósidos de origen natural están en configuración
D.
La formación de dúplex por la unión de pares
complementarios de oligonucleótidos cortos es una reacción bastante
rápida con constantes de velocidad de asociación de segundo orden
generalmente entre 1x10^{6} y 3x10^{5} M^{1} s^{1}. La fase
inicial de la reacción de unión implica la formación de un dúplex de
dos a tres pares de bases, llamada "nucleación". Después de la
nucleación, el apareamiento procede a lo largo de la longitud
completa de la secuencia complementaria a una velocidad muy rápida -
aproximadamente 10^{6} bases por segundo a 20ºC. Por tanto, el
efecto modulador sobre un ligando de ácido nucleico por la formación
de un dúplex con un oligonucleótido complementario es rápido. La
estabilidad de dúplex cortos es muy dependiente de la longitud y la
composición de bases del dúplex. Los parámetros termodinámicos para
la formación de dúplex de ácido nucleico cortos se han medido
rigurosamente, produciendo las reglas del contiguo más cercano para
todos los pares de bases posibles de modo que se pueden calcular
predicciones precisas de la energía libre, T_{m} y por tanto la
vida media de un dúplex oligorribonucleotídico dado (por ejemplo,
Xia et al., Biochem. 37: 14719 (1998) (véase también Eguchi
et al. Antigensis RNA, Annu. Rev. Biochem. 60: 631
(1991)).
Los moduladores oligonucleotídicos de la
invención están dirigidos ventajosamente a regiones monocatenarias
del ligando de ácido nucleico. Esto facilita la nucleación y, por lo
tanto, la velocidad de la modulación de la actividad del ligando de
ácido nucleico, y también, generalmente conduce a dúplex
intermoleculares que contienen más pares de bases que el ligando de
ácido nucleico marcado como diana.
Pueden usarse diversas estrategias para
determinar el sitio óptimo para la unión del oligonucleótido a un
ligando de ácido nucleico marcado como diana. Puede usarse una
estrategia empírica en la que se "recorren" oligonucleótidos
complementarios a lo largo del aptámero. Un experimento de recorrido
puede implicar dos experimentos realizados secuencialmente. Puede
producirse una nueva mezcla de candidatos en la que cada uno de los
miembros de la mezcla de candidatos tenga una región de ácido
nucleico fija que corresponda a un modulador oligonucleotídico de
interés. Cada miembro de la mezcla de candidatos también contiene
una región aleatorizada de secuencias. De acuerdo con este método
es posible identificar lo que se conoce como ligandos de ácido
nucleico "extendidos", que contienen regiones que pueden
unirse a más de un dominio de unión de un ligando de ácido nucleico.
De acuerdo con este enfoque, pueden usarse
2'-O-metil oligonucleótidos (por
ejemplo, 2'-O-metil
oligonucleótidos) de aproximadamente 15 nucleótidos de longitud que
están escalonados en aproximadamente 5 nucleótidos en el aptámero
(por ejemplo, oligonucleótidos complementarios a los nucleótidos
1-15, 6-20, 11-25,
etc. del aptámero 9.3t). Una estrategia empírica puede ser
particularmente eficaz porque el impacto de la estructura terciaria
del aptámero sobre la eficacia de hibridación puede ser difícil de
predecir. Pueden usarse ensayos descritos en los siguientes
Ejemplos para evaluar la capacidad de los diferentes
oligonucleótidos de hibridar con un ligando de ácido nucleico
específico, con énfasis particular sobre el exceso molar del
oligonucleótido requerido para conseguir la unión completa del
ligando de ácido nucleico. La capacidad de los diferentes
moduladores oligonucleotídicos de aumentar la velocidad de
disociación del ligando de ácido nucleico de, o la asociación del
ligando de ácido nucleico con, su molécula diana también puede
determinarse realizando estudios cinéticos convencionales usando,
por ejemplo, ensayos BIACORE. Los moduladores oligonucleotídicos
pueden seleccionarse de modo que se requiera un exceso molar de
factor 5-50 de oligonucleótido, o menos, para
modificar la interacción entre el ligando de ácido nucleico y su
molécula diana del modo deseado.
Como alternativa, el ligando de ácido nucleico
marcado como diana puede modificarse para que incluya un tramo
final monocatenario (3' ó 5') para promover la asociación con un
modulador oligonucleotídico. Los tramos finales adecuados pueden
comprender de 1 a 20 nucleótidos, preferiblemente,
1-10 nucleótidos, más preferiblemente,
1-5 nucleótidos y, mucho más preferiblemente,
3-5 nucleótidos (por ejemplo, nucleótidos
modificados tales como secuencias
2'-O-metilo). Los ligandos de ácido
nucleico con tramos finales pueden ensayarse en ensayos de unión y
bioensayos (por ejemplo, como se describe en los siguientes
Ejemplos) para verificar que la adición del tramo final
monocatenario no altera la estructura activa del ligando de ácido
nucleico. Puede diseñarse una serie de oligonucleótidos (por
ejemplo, 2'-O-metil
oligonucleótidos) que pueden formar, por ejemplo, 1, 3 ó 5 pares de
bases con la secuencia del tramo final y ensayarse para su capacidad
de asociarse con el aptámero con tramo final solo, así como su
capacidad de aumentar la velocidad de disociación del ligando de
ácido nucleico de, o la asociación del aptámero con, su molécula
diana. Pueden emplearse controles de secuencia mezclada para
verificar que los efectos se deben a la formación de dúplex y no a
efectos no específicos. Puede usarse el ensayo en gel nativo
descrito en los siguientes Ejemplos para medir la velocidad de
disociación/asociación de un modulador oligonucleotídico de/con un
aptámero diana.
La presente invención proporciona moduladores
que revierten de forma específica y rápida los efectos
anticoagulantes y antitrombóticos de los ligandos de ácido nucleico
que están dirigidos a los componentes de la vía de coagulación,
particularmente ligandos de ácido nucleico antagonistas de los
complejos enzimáticos de factor tisular (TF)/factor VIIa (FVIIa),
factor VIIIa (FVIIIa)/factor IXa (FIXa), factor Va (FVa)/factor Xa
(Fxa) y receptores plaquetarios tales como gpIIbIIIa, gpIbIX, gpVI,
factores implicados en la promoción de la activación plaquetaria
tales como Gas6, factores implicados en la promoción o
mantenimiento de la formación de coágulos de fibrina tales como
PAI-1 (inhibidor del activador de plasminógeno 1) o
el factor de coagulación XIIIa (FXIIIa), y factores adicionales
implicados en la promoción o prevención de la formación de coágulos
de fibrina tales como ATIII (anti-trombina III),
trombina o el factor de coagulación XIa (FXIa). De acuerdo con esta
realización, se administran moduladores (en este caso, inhibidores,
ventajosamente, inhibidores oligonucleotídicos) que revierten la
actividad del ligando de ácido nucleico.
En realizaciones específicas, los moduladores de
la actividad del ligando de ácido nucleico de acuerdo con la
presente invención son ácidos nucleicos seleccionados entre el grupo
compuesto por, aunque sin limitación, las siguientes secuencias;
5'AUGGGGAGGCAGCAUUA3' (SEC ID Nº 25), 5'CAUGGGGAGGCAGCAUUA3' (SEC ID
Nº 26), 5'CAUGGGGAGGCAGCA3' (SEC ID Nº 27), 5'CAUGGGGAGGCA3' (SEC
ID Nº 28), 5'GCAUUACGCG
GUAUAGUCCCCUA3' (SEC ID Nº 29), 5'CGCGGUAUAGUCCCCUA3' (SEC ID Nº 30), 5'CUCGCUGGGG
CUCUC3' (SEC ID Nº 31), 5'UAUUAUCUCGCUGGG3' (SEC ID Nº 32), 5'AAGAGCGGGGCCAAG3' (SEC ID Nº 33), 5'GGGCCAAGUAUUAU3' (SEC ID Nº 34), 5'CAAGAGCGGGGCCAAG3' (SEC ID Nº 35), 5'CGA
GUAUUAUCUUG3' (SEC ID Nº 36), 5'CGCGGUAUAGUCCCCAU3' (SEC ID Nº 41), o cualquier modificación o derivado de las mismas en las que se mantiene la hibridación o es opcionalmente al menos un 95% homóloga a la secuencia.
GUAUAGUCCCCUA3' (SEC ID Nº 29), 5'CGCGGUAUAGUCCCCUA3' (SEC ID Nº 30), 5'CUCGCUGGGG
CUCUC3' (SEC ID Nº 31), 5'UAUUAUCUCGCUGGG3' (SEC ID Nº 32), 5'AAGAGCGGGGCCAAG3' (SEC ID Nº 33), 5'GGGCCAAGUAUUAU3' (SEC ID Nº 34), 5'CAAGAGCGGGGCCAAG3' (SEC ID Nº 35), 5'CGA
GUAUUAUCUUG3' (SEC ID Nº 36), 5'CGCGGUAUAGUCCCCAU3' (SEC ID Nº 41), o cualquier modificación o derivado de las mismas en las que se mantiene la hibridación o es opcionalmente al menos un 95% homóloga a la secuencia.
Por ejemplo, el inhibidor de un ligando de ácido
nucleico para el Factor IXa de la presente invención puede ser un
oligonucleótido antisentido. El oligonucleótido antisentido hibrida
con el ligando de ácido nucleico in vivo y bloquea la unión
del ligando de ácido nucleico al factor IXa.
Los moduladores oligonucleotídicos de la
invención comprenden una secuencia complementaria a al menos una
parte de un ligando de ácido nucleico. Sin embargo, no se requiere
complementariedad absoluta. Una secuencia "complementaria a al
menos una parte de un ligando de ácido nucleico", mencionada en
este documento, significa una secuencia que tiene suficiente
complementariedad para ser capaz de hibridar con el ligando de ácido
nucleico. La capacidad de hibridar puede depender tanto del grado
de complementariedad como de la longitud del ácido nucleico
antisentido. Generalmente, cuanto más grande es el oligonucleótido
de hibridación, más desapareamiento de bases con un ligando de
ácido nucleico diana puede contener y aún formar un dúplex estable
(o triple hélice como puede ser el caso). Un especialista en la
técnica puede establecer un grado tolerable de desapareamiento por
el uso de procedimientos convencionales para determinar el punto de
fusión del complejo hibridado. En aspectos específicos, el
oligonucleótido puede ser de al menos 5 o al menos 10 nucleótidos,
al menos 15 ó 17 nucleótidos, al menos 25 nucleótidos o al menos 50
nucleótidos. Los oligonucleótidos de la invención pueden ser ADN o
ARN o mezclas quiméricas o derivados o versiones modificadas de los
mismos, monocatenarios.
Se analizan técnicas antisentido, por ejemplo,
en Okano, J., Neurochein. 56: 560 (1991); Oligodeoxynucleotides as
Antisense Inhibitors of Gene Expression, CRC Press, Boca Raton, FL
(1988). Los métodos se basan en la unión de un polinucleótido a un
ADN o ARN complementario.
Los oligonucleótidos de la invención pueden
modificarse en el resto de base, el resto de azúcar, o la estructura
fosfato, por ejemplo, para mejorar la estabilidad de la molécula,
la hibridación, etc. El oligonucleótido puede incluir otros grupos
adjuntos. Para este fin, el oligonucleótido puede conjugarse con
otra molécula, por ejemplo, un péptido, agente de reticulación
activado por hibridación, agente de transporte, agente de escisión
activado por hibridación, etc. El oligonucleótido puede comprender
al menos un resto de base modificado que se selecciona entre el
grupo que incluye, aunque sin limitación,
5-fluorouracilo, 5-bromouracilo,
5-clorouracilo, 5-yodouracilo,
hipoxantina, xantina, 4-acetilcitosina,
5-(carboxihidroximetil)uracilo,
5-carboximetilaminometil tiouridina,
5-carboximetilaminometiluracilo, dihidrouracilo,
beta-D-galactosilqueosina, inosina,
N6-isopenteniladenina,
1-metilguanina, 1-metilinosina,
2,2-dimetilguanina, 2-metiladenina,
2-metilguanina, 3-metilcitosina,
5-metilcitosina, N6-adenina,
7-metilguanina,
5-metilaminometiluracilo,
5-metoxiaminometil-2\alpha-tiouracilo,
beta-D-manosilqueosina,
5'-metoxicarboximetiluracilo,
5-metoxiuracilo,
2-metiltio-N6-isopenteniladenina,
ácido uracil oxiacético (v), wybutoxosina, pseudouracilo, queosina,
2-tiocitosina, 5-metil tiouracilo,
2-tiouracilo, 4-tiouracilo,
5-metiluracilo, éster metílico del ácido
uracil-5-oxiacético, ácido uracil
oxiacético (v), 5-metil tiouracilo,
3-(3-amino-3-N-carboxipropilo)
y 2,6-diaminopurina.
Un modulador oligonucleotídico de la invención
también puede comprender al menos un resto de azúcar modificado
seleccionado entre el grupo que incluye, aunque sin limitación,
arabinosa, 2-fluoroarabinosa, xilosa, y hexosa.
\newpage
En otra realización más, un modulador
oligonucleotídico puede comprender al menos una estructura fosfato
modificada seleccionada entre el grupo que incluye, aunque sin
limitación, un fosforotioato, un fosforoditioato, un
fosforamidotioato, un fosforamidato, un fosforodiamidato, un
metilfosfonato, un alquil fosfotriéster, y un formacetal o análogo
de los mismos.
Pueden prepararse moduladores oligonucleotídicos
que tienen características deseadas, tales como estabilidad
mejorada in vivo y/o características de suministro mejoradas.
Los ejemplos de dichas modificaciones incluyen sustituciones
químicas en las posiciones del azúcar y/o la estructura y/o la base.
Los moduladores oligonucleotídicos pueden contener derivados de
nucleótidos modificados en las posiciones 5 y 2' de pirimidinas, por
ejemplo, los nucleótidos pueden modificarse con
2'-amino, 2'-fluoro y/o
2'-O-metilo. Las modificaciones de
los oligonucleótidos de modulación de la invención pueden incluir
aquellas que proporcionan otros grupos químicos que incorporan
carga, polarización, hidrofobicidad, formación de enlaces de
hidrógeno y/o interacción electrostática adicional. Dichas
modificaciones incluyen, aunque sin limitación, modificaciones del
azúcar en la posición 2', ácidos nucleicos cerrados, modificaciones
de pirimidina en la posición 5, modificaciones de purina en la
posición 8, modificación en aminas exocíclicas, sustitución de
4-tiouridina, sustitución de 5-bromo
o 5-yodo-uracilo, modificaciones en
la estructura, modificaciones de fosforotioato o alquilfosfato,
metilaciones, combinaciones de pares de bases inusuales tales como
las isobases isocitidina e isoguanidina, etc. Las modificaciones
también pueden incluir modificaciones 3' y 5', tales como
recubrimiento. (Véase también Manoharan, Biochem. Biophys. Acta
1489: 117 (1999); Herdewija, Antisense Nucleic Acid Drug Development
10: 297 (2000); Maier et al., Organic Letters 2: 1819
(2000)).
Los oligonucleótidos de la invención pueden
sintetizarse por métodos convencionales conocidos en la técnica, por
ejemplo por el uso de un sintetizador de ADN automático (tal como
los que están disponibles en el mercado en Biosearch, Applied
Biosystems, etc.).
Usando las instrucciones proporcionadas en este
documento, un especialista en la técnica puede poner en práctica
fácilmente la invención para regular cualquier ácido nucleico
terapéutico por la administración oportuna de un ácido nucleico
complementario que interrumpa o modifique de otro modo la actividad
del ligando terapéutico. Esta técnica puede usarse, por ejemplo,
con respecto a cualquiera de los ligandos de ácido nucleico
descritos o mencionados en los documentos de patente citados
anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
Asimismo, usando las instrucciones
proporcionadas en este documento, un especialista en la técnica
puede poner en práctica fácilmente la invención para regular
cualquier ligando de ácido nucleico terapéutico por la
administración oportuna de una ribozima o una ADNzima.
Los ácidos nucleicos enzimáticos actúan
uniéndose primero a un ARN diana (o ADN, véase la Patente de Estados
Unidos de Cech Nº 5.180.818). Dicha unión sucede a través de la
parte de unión diana de un ácido nucleico enzimático que se
mantiene en cercana proximidad a una parte enzimática de la molécula
que actúa escindiendo el ARN diana. Por tanto, el ácido nucleico
enzimático primero reconoce y después se une a un ARN diana a través
de apareamiento de bases complementarias, y una vez unido al sitio
correcto, actúa enzimáticamente cortando el ARN diana. La escisión
de dicho ARN diana destruirá su capacidad de dirigir la síntesis de
una proteína codificada. Después de que un ácido nucleico
enzimático se haya unido y haya escindido su diana de ARN se libera
de ese ARN para buscar otra diana y puede unirse repetidamente y
escindir nuevas dianas permitiendo de este modo la inactivación de
aptámeros de ARN. Hay al menos cinco clases de ribozimas que
presentan cada una un tipo diferente de especificidad. Por ejemplo,
los Intrones del Grupo I son de \sim300 a >1000 nucleótidos de
tamaño y requieren un U en la secuencia diana inmediatamente 5' del
sitio de escisión y se une a 4-6 nucleótidos en el
lado 5' del sitio de escisión. Hay más de 75 miembros conocidos de
esta clase, se encuentran en el ARNr de Tetrahymena
thermophila, mitocondrias fúngicas, cloroplastos, el fago T4,
algas azul-verdosas, y otras.
Otra clase son ARN RNasaP (ARN M1), que son de
\sim290 a 400 nucleótidos de tamaño. Son la parte de ARN de una
enzima ribonucleoproteica y escinden precursores de ARNt para formar
el ARNt maduro. Hay casi 10 miembros conocidos de este grupo y
todos son de origen bacteriano. Un tercer ejemplo son las ribozimas
en cabeza de martillo, que son de \sim30 a 40 nucleótidos de
tamaño. Requieren la secuencia diana UH inmediatamente 5' del sitio
de escisión y se unen a nucleótidos de número variable en ambos
lados del sitio de escisión. Hay al menos 14 miembros conocidos de
esta clase que se encuentran en varios patógenos vegetales
(virusoides) que usan ARN como agente infeccioso. Una cuarta clase
son las ribozimas de horquilla, que son de \sim50 nucleótidos de
tamaño. Requieren la secuencia diana GUC inmediatamente 3' del sitio
de escisión y se unen a 4 nucleótidos en el lado 5' del sitio de
escisión y una cantidad variable en el lado 3' del sitio de
escisión. Se encuentran en un patógeno vegetal (ARN satélite del
virus de la mancha anular del tabaco) que usa ARN como agente
infeccioso. El quinto grupo son ribozimas del Virus de la Hepatitis
Delta (HDV), que son de \sim60 nucleótidos de tamaño.
La naturaleza enzimática de una ribozima puede
ser ventajosa sobre otras tecnologías, tales como la tecnología
antisentido, en ciertas aplicaciones ya que la concentración eficaz
de ribozima necesaria para realizar un tratamiento terapéutico
puede ser menor que la de un oligonucleótido antisentido. Esta
ventaja refleja la capacidad de la ribozima de actuar
enzimáticamente. Por tanto, una única molécula de ribozima es capaz
de escindir muchas moléculas de aptámeros de ARN diana. Además, la
ribozima es un inhibidor altamente específico, dependiendo la
especificidad de inhibición no solamente del mecanismo de unión de
apareamiento de bases, sino también del mecanismo por el que la
molécula inhibe la expresión del ARN al que se une. Es decir, la
inhibición está causada por la escisión de la diana de ARN y por
tanto la especificad está definida como la proporción de la
velocidad de escisión del ARN marcado como diana sobre la velocidad
de escisión de ARN no marcado como diana. Este mecanismo de
escisión depende de factores adicionales a los implicados en el
apareamiento de bases. Por tanto, la especificidad de la acción de
una ribozima, en ciertas circunstancias, puede ser mayor que la de
un oligonucleótido antisentido que se une al mismo sitio de ARN.
Otra clase de moléculas catalíticas se llaman
"ADNzimas". Las ADNzimas son monocatenarias, y escinden tanto
ARN como ADN. Se ha propuesto un modelo general para la ADNzima, y
se conoce como el modelo "10-23". Las ADNzimas
que siguen el modelo "10-23", también
mencionadas simplemente como "ADNzimas 10-23",
tienen un dominio catalítico de 15 desoxirribonucleótidos,
flanqueado por dos dominios de reconocimiento de sustrato de siete a
nueve desoxirribonucleótidos cada uno. Análisis in vitro
muestran que este tipo de ADNzima puede escindir de forma eficaz su
ARN sustrato en uniones de purina:pirimidina en condiciones
fisiológicas. Como se usa en este documento, "ADNzima"
significa una molécula de ADN que reconoce específicamente y
escinde una secuencia de ácido nucleico diana distinta, que puede
ser ADN o ARN.
Las ribozimas y las ADNzimas comprenden tanto
dominios de unión a sustrato como dominios catalíticos. Las normas
para el diseño óptimo de las ribozimas reguladoras pueden
encontrarse en Methods in Molecular Biology Volumen 74 "Ribozyme
Protocols" editado por Philip C. Turner (Humana Press, Totowa,
NJ, 1997). También se describen estrategias para identificar sitios
reactivos para ribozimas dentro de un ácido nucleico marcado como
diana en este volumen. Usando estas normas convencionales, pueden
diseñarse específicamente ribozimas en cabeza de martillo,
ribozimas de horquilla, ribozimas del virus de la hepatitis delta y
ribozimas derivadas de los intrones del grupo I para que se unan a
y escindan un ligando de ácido nucleico diana. La capacidad de
dichas ribozimas o ADNzimas de escindir el ligando de ácido nucleico
diana puede determinarse en cualquiera de varios ensayos. Por
ejemplo, después de incubación de una ribozima o ADNzima con un
ligando de ácido nucleico diana no marcado o marcado (por ejemplo,
^{32}P) en condiciones que favorezcan la reacción, puede
analizarse el ácido nucleico diana por electroforesis en gel
desnaturalizante para determinar si la ribozima o ADNzima escinde
la estructura del ligando de ácido nucleico diana. Como alternativa,
puede usarse la transferencia de la energía de resonancia de
fluorescencia, o el cambio en la intensidad de fluorescencia para
medir la escisión de un ligando de ácido nucleico apropiadamente
marcado.
\vskip1.000000\baselineskip
Las nucleobases de los moduladores
oligonucleotídicos de la invención pueden conectarse mediante
enlaces entre nucleobases, por ejemplo, enlaces peptidilo (como en
el caso de ácidos péptido nucleicos (PNA); Nielsen et al.
(1991) Science 254, 1497 y la Patente de Estados Unidos Nº
5.539.082) y enlaces morfolino (Qin et al., Antisense
Nucleic Acid Drug Dev. 10, 11 (2000); Summerton, Antisense Nucleic
Acid Drug Dev. 7, 187 (1997); Summerton et al., Antisense
Nucleic Acid Drug Dev. 7, 63 (1997); Taylor et al., J Biol
Chem. 271, 17445 (1996); Partridge et al., Antisense Nucleic
Acid Drug Dev. 6, 169 (1996)), o por cualquier otro enlace natural o
modificado. Las oligonucleobases también pueden ser ácidos
nucleicos cerrados (LNA). Nielsen et al., J Biomol Struct Dyn
17, 175 (1999); Petersen et al., J Mol Recognit 13, 44
(2000); Nielsen et al., Bioconjug Chem 11, 228 (2000).
Los PNA son compuestos que son análogos a los
oligonucleótidos, pero difieren en la composición. En los PNA, la
estructura de desoxirribosa del oligonucleótido se remplaza con una
estructura peptídica. Cada subunidad de la estructura peptídica
está unida a una nucleobase de origen natural o de origen no
natural. El PNA a menudo tiene una estructura de poliamida aquiral
que consta de unidades de
N-(2-aminoetil)glicina. Las bases de purina
o pirimidina están unidas a cada unidad mediante un enlazador de
metilencarbonilo (1-3) para dirigir el ácido
nucleico complementario. El PNA se une a ARN o ADN complementario en
una orientación paralela o antiparalela siguiendo las normas de
apareamiento de bases de Watson y Crick. La naturaleza no cargada de
los oligómeros de PNA potencia la estabilidad de los dúplex
híbridos PNA/ADN(ARN) en comparación con los homodúplex
naturales. El carácter no natural del PNA hace a los oligómeros de
PNA altamente resistentes a ataques por proteasas y nucleasas.
Estas propiedades de los oligómeros de PNA les permiten servir como
moléculas antisentido o moduladores eficaces de la actividad del
ligando de ácido nucleico. De hecho, los ácidos péptido nucleicos se
han aplicado para bloquear la expresión de proteínas a nivel
transcripcional y traduccional, y oligómeros de PNA microinyectados
demuestran un fuerte efecto antisentido en células intactas. Véase
www.bioscience.org/1999/v4/d/soomets/fulltext.htm; y
Frontiers in Bioscience, 4, d782-786 (1 de noviembre
de 1999) para detalles sobre éxitos recientes sobre la aplicación
de PNA antisentido, especialmente los relacionados con el suministro
a células o tejido completo del PNA. Véase también Nielsen, P.E.,
Egholm. M., Berg, R.H. y Buchardt, O. (1993) Peptide nucleic acids
(PNA). DNA analogues with a polyamide backbone. En "Antisense
Research and Application" Crook, S. & Lebleu, B. (eds.)
CRC Press, Boca Raton, pág. 363-373.
Los PNA se unen tanto a ADN como a ARN y forman
dúplex de PNA/ADN o PNA/ARN. Los dúplex resultantes de PNA/ADN o
PNA/ARN se unen de forma más fuerte que los dúplex correspondientes
de ADN/ADN o ADN/ARN como se evidencia por sus temperaturas de
fusión (T_{m}) más elevadas. Esta elevada estabilidad térmica de
los dúplex de PNA/ADN(ARN) se ha atribuido a la neutralidad
de la estructura del PNA, que provoca la eliminación de la repulsión
de cargas que está presente en dúplex de ADN/ADN o ARN/ARN. Otra
ventaja de los dúplex de PNA/ADN(ARN) es que la T_{m} es
prácticamente independiente de la concentración salina. Los dúplex
de ADN/ADN, por otro lado, son altamente dependientes de la fuerza
iónica.
Como los PNA son análogos de ADN en los que la
estructura es un pseudopéptido en lugar de un azúcar, imitan el
comportamiento del ADN y se unen a cadenas de ácido nucleico
complementarias. También pueden incorporarse nucleobases no
naturales, tales como pseudoisocitosina,
5-metilcitosina y 2,6-diaminopurina,
entre muchos otros, en sintones de PNA. Los PNA se sintetizan más
habitualmente a partir de monómeros (sintones de PNA) protegidos de
acuerdo con la estrategia de protección con
t-Boc/bencilo, en la que el grupo amino de la
estructura del polímero creciente se protege con el grupo
t-butiloxicarbonilo (t-Boc) y los
grupos amino exocíclicos de las nucleobases, si están presentes, se
protegen con el grupo benciloxicarbonilo (bencilo). Los sintones de
PNA protegidos usando la estrategia de t-Boc/bencilo
ahora están disponibles en el mercado.
El PNA es estable tanto biológica como
químicamente y está fácilmente disponible por síntesis automática
((Hyrup, B., Egholm, M., Rolland, M., Nielsen, P. E., Berg, R. H.
& Buchardt, O. (1993) Modification of the binding affinity of
peptide nucleic acids (PNA). PNA with extended backbones consisting
of 2-Aminoethyl-Alanine or
3-Aminopropylglicine units. J. Chem. Soc. Chem.
Commun. 518-519); Demidov, V.,
Frank-Kamenetskii, M.D., Egholm, M., Buchardt, O. y
Nielsen, P.E. (1993). Sequence selective double strand DNA cleavage
by PNA targeting using nuclease S1. Nucleic Acids Res. 21,
2103-2107). Estas propiedades han hecho del PNA un
muy buen ejemplo para fármacos de terapia génica antisentido, y
estudios in vitro han sostenido adicionalmente el potencial
antisentido (Nielsen, P.E. "Peptide Nucleic Acid (PNA) A model
structure for the primordial genetic material" Origins of
Life 1993, 23, 323-327; Egholm, M.,
Behrens, C, Christensen, L., Berg, R.H., Nielsen, P.E. y Buchardt,
O. "Peptide nucleic acids containing adenine or guanine recognize
thymine and cytosine in complementary DNA sequences" J. Chem.
Soc. Chem. Commun. 1993, 800-801; Kim, S.K.,
Nielsen, P.E., Egholm, M., Buchardt, O., Berg, R.H. y Norden, B.
"Right-handed triplex formed between peptide
nucleic acid PNA-T_{8} and poly(dA) shown
by linear and circular dichroism spectroscopy" J. Amer. Chem.
Soc. 1993, 115, 6477-6481; Egholm, M.,
Buchardt, O., Christensen, L., Behrens, C., Freier, S.M., Driver,
D.A., Berg, R.H., Kim, S.K., Norden, B. y Nielsen, P.E. "PNA
hybridizes to complementary oligonucleotides obeying the
Watson-Crick hydrogen bonding rules"
Nature 1993, 365, 556-568; Buchardt,
O., Egholm, M., Berg, R. y Nielsen, P.E. "Peptide Nucleic Acids
(PNA) and their potential applications in medicine and
biotechnology" Trends Biotechnology, 1993, 11,
384-386).
Parece que los PNA son muy útiles para varias
aplicaciones especiales. Cuando están dirigidos contra secuencias
todas de purina raras, los PNA pueden bloquear la traducción en
cualquier parte en un ARNm formando una estructura de doble pinza.
Con dichas secuencias de ARN raras un segmento del PNA se une a la
secuencia diana por uniones de Watson y Crick y el otro segmento
del PNA se une a los sitios de surco mayor del dúplex resultante de
PNA/ARN. Probablemente a causa de su estructura central muy
flexible, los PNA también forman fácilmente estructuras de triple
hélice con secuencias raras de ADN dúplex que comprenden
principalmente purinas en una cadena y principalmente pirimidinas
en la otra cadena. Finalmente, en condiciones de baja salinidad en
sistemas libres de células los PNA han demostrado conseguir una
invasión específica de secuencia de secuencias de ADN dúplex,
provocando la inhibición de la transcripción del dúplex
invadido.
Recientes estudios por varios grupos han
demostrado que el acoplamiento del PNA con diferentes vehículos
puede mejorar su captación en células. Entre estos, "los péptidos
de captación celular", los ácidos grasos o el ADN, especialmente
varias secuencias peptídicas han demostrado ser capaces de
transportar oligómeros de PNA a través de las membranas celulares.
Los conjugados de péptido vector-PNA han demostrado
cruzar la membrana de las neuronas y suprimir el ARNm marcado como
diana (Aldrian-Herrada, G. et al. (1998)
Nucleic Acid Res. 26: 4920). Se ha informado de que un PNA
biotinilidado unido a un conjugado de esteptavidina y el anticuerpo
monoclonal murino OX26 contra el receptor de la transferrina de rata
cruza la barrera hemato-encefálica de ratas in
vivo (Pardridge, W. et al. 1995 PNAS 92:
5592-5596). Chinnery, P. F. et al. unieron el
péptido presecuencia de la subunidad VIII de la citocromo c oxidasa
(COX) humana codificada en el núcleo a PNA biotinilado que se había
importado de forma exitosa en mitocondrias aisladas in vitro
(Chinnery, P. F. et al. 1999 Gene Ther. 6:
1919-28). El suministro del
péptido-PNA biotinilado a mitocondrias en células
intactas se confirmó por microscopía confocal. Además, un corto
péptido hidrófobo con la secuencia biotinil-FLFL
acoplada a un trímero de PNA ha demostrado internalizarse en
eritrocitos humanos y células Namalwa (Scarfi, S., A. Gasparini, G.
Damonte y U. Benatti: Synthesis, uptake, and intracellular
metabolism of a hidrophobic tetrapeptide-peptide
nucleic acid (PNA)-biotin molecule. Biochem
Biophys Res Commun 1997, 236, 323-326). Basu y
Wickström (Synthesis and characterization of a peptide nucleic acid
conjugated to a D-peptide analog of
insulin-like growth factor 1 for increased cellular
uptake. Bioconjugate Chem 1997, 8, 481-488)
mostraron que un PNA conjugado con un péptido que imita al factor
de crecimiento tipo insulina 1 (IGF-1) todo de
D-aminoácidos se captaba específicamente por
células que expresan el receptor de IGF1, aunque no se describió
actividad antisentido.
Para algunos ejemplos de otros trabajos, véase
Nielsen, P. E., M. Egholm, R. H. Berg y O. Buchardt:
Sequence-selective recognition of DNA by strand
displacement with a thymine-substituted polyamide.
Science 254, 1497-1500 (1991); Egholm, M.,
O. Buchart, P. E. Nielsen y R. H. Berg: Peptide nucleic acids (PNA).
Oligonucleotide analogues with an achiral peptide backbone. J Am
Chem Soc 114, 1895-1897 (1992); Nielsen, P. E.,
M. Egholm y O. Buchardt: Peptide nucleic acid (PNA). A DNA mimic
with a peptide backbone. Bioconjugate Chemistry 5,
3-7 (1994); Egholm, M., P. E. Nielsen, O. Buchardt
y R. H. Berg: Recognition of guanine and adenine in DNA by cytosine
and thymine containing peptide nucleic acid. J Am Chem Soc
114, 9677-9678 (1992); Egholm, M., O. Buchardt, L.
Christensen, C. Behrens, S. M. Freier, D. A. Driver, R. H. Berg, S.
K. Kim, B. Norden y P. E. Nielsen: PNA hybridizes to complementary
oligonucleotides obeying the Watson-Crick
hidrogen-bonding rules [véanse los comentarios].
Nature 365, 566-568 (1993); Wittung, P., P.
E. Nielsen, O. Buchardt, M. Egholm y B. Nordén:
DNA-like double helix formed by peptide nucleic
acid. Nature 368, 561-563 (1994); Brown, S.
C., S. A. Thomson, J. M. Veal y D. G. Davis: NMR solution structure
of a peptide nucleic acid complexed with RNA. Science 265,
777-780 (1994); Demidov, V. V., V. N. Potaman, M. D.
Frank-Kamenetskii, M. Egholm, O. Buchard, S. H.
Sönnichsen y P. E. Nielsen: Stability of peptide nucleic acids in
human serum and cellular extracts. Biochemical Pharmacology
48, 1310-1313 (1994); Peffer, N. J., J. C. Hanvey,
J. E. Bisi, S. A. Thomson, C. F. Hassman, S. A. Noble y L. E.
Babiss: Strand-invasion of duplex DNA by peptide
nucleic acid oligomers. Proc Nat Acad Sci USA 90,
10648-10652 (1993).
La Patente de Estados Unidos Nº 6.046.307 de
Shay et al. describe PNA que inhiben la actividad telomerasa
en células de mamífero. La Patente de Estados Unidos Nº 5.789.573 de
Baker et al. describe composiciones y métodos para inhibir
la traducción de ARNm marcados como diana recubiertos usando PNA. La
Patente de Estados Unidos Nº 6.165.720 describe el marcaje del
complejo de PNA.
Se puede preparar fácilmente un PNA o MNA que
sea complementario al menos en parte a un ligando de ácido nucleico
usando las mismas normas de complementariedad y el apareamiento de
bases de Watson y Crick que se usan en la preparación de moléculas
antisentido oligonucleotídicas convencionales.
Los ácidos morfolino nucleicos se llaman así
porque se ensamblan a partir de subunidades de morfolino, cada una
de las cuales contiene una de las cuatro bases genéticas (adenina,
citosina, guanina, y timina) unida a un anillo morfolina de 6
miembros. Se unen de dieciocho a veinticinco subunidades de estos
cuatro tipos de subunidades en un orden específico por enlaces
fosforodiamidato no iónicos entre subunidades para dar un oligo
morfolino. Estos oligos morfolino, con sus restos estructurales de
morfolina de 6 miembros unidos por enlaces no iónicos, producen
propiedades antisentido sustancialmente mejores que el ARN, el ADN,
y sus análogos que tienen restos estructurales de ribosa o
desoxirribosa de 5 miembros unidos por enlaces iónicos (véase
www.gene-tools.com/Morpholinos/body_morpholinos.HTML).
Los morfolinos, ideados por Summerton en 1985,
constituyen un rediseño radical de ácidos nucleicos naturales, con
las ventajas potenciales de materiales de partida de bajo coste y
ensamblaje económico. Como los PNA, los morfolinos son
completamente resistentes a las nucleasas y parece que están libres
de la mayoría o de todos los efectos no antisentido que se observan
con S-ADN. En contraste con PNA, la mayoría de los
morfolinos muestran excelente solubilidad acuosa. Los morfolinos
también tienen afinidades de unión a ARN mucho mayores que los
S-ADN, aunque no tan elevadas como los PNA.
Probablemente como resultado de sus afinidades de unión a ARN
sustanciales, los morfolinos largos (de 25 unidades) proporcionan
direccionamiento predecible y eficacia muy elevada. Los morfolinos
más notables proporcionan buena especificidad de secuencia. Los
mismos factores subyacentes a su excepcional especificidad de
secuencia también los vuelven inadecuados para dirigirse a
mutaciones puntuales.
La Patente de Estados Unidos Nº 6.153.737 de
Manoharan et al. se refiere a oligonucleótidos derivatizados
en los que los nucleósidos unidos están funcionalizados con
péptidos, proteínas, vitaminas hidrosolubles o vitaminas
liposolubles. Esta descripción estaba dirigida a agentes
terapéuticos antisentido por modificación de oligonucleótidos con
una secuencia peptídica o proteica que ayuda a la entrada selectiva
del complejo en la envuelta nuclear. Asimismo, pueden usarse
vitaminas hidrosolubles y liposolubles para ayudar en la
transferencia del agente terapéutico antisentido o agente de
diagnóstico a través de las membranas celulares.
La unión eficaz y específica de secuencia a ARN
o ADN combinada con la estabilidad biológica muy elevada hace de
los PNA y MNA ejemplos extremadamente atractivos para el desarrollo
de moduladores de la presente invención. Se distinguen ácidos
péptido nucleicos que pueden conjugarse con los vehículos en la
Patente de Estados Unidos Nº 5.864.010 titulada Peptide Nucleic
Acid Combinatorial Libraries and Improved Methods of Synthesis,
desarrollada por ISIS Pharmaceuticals, que se incorpora por la
presente como referencia. Además, se distinguen ácidos péptido
nucleicos que pueden conjugarse con los vehículos de la presente
invención en la Patente de Estados Unidos Nº 5.986.053 titulada
Peptide nucleic acids complexes of two peptide nucleic acid strands
and one nucleic acid
strand.
strand.
El LNA es una nueva clase de análogos de ADN que
tiene algunas características que lo hacen un candidato excelente
para moduladores de la invención. Los monómeros de LNA son
compuestos bicíclicos estructuralmente similares a monómeros de
ARN. El LNA comparte la mayoría de las propiedades químicas del ADN
y ARN, es soluble en agua, puede separarse por electroforesis en
gel, precipitarse en etanol etc. (Tetrahedron, 54,
3607-3630 (1998)). Sin embargo, la introducción de
monómeros de LNA en oligos de ADN o ARN provoca una estabilidad
térmica elevada de los dúplex con ADN o ARN complementario,
mientras que, al mismo tiempo, se cumplen las normas de apareamiento
de bases de Watson y Crick. Esta elevada estabilidad térmica de los
dúplex formados con oligómeros de LNA junto con el hallazgo de que
cebadores que contienen LNA localizados 3' son sustratos para
extensiones enzimáticas, por ejemplo la reacción de PCR, se usa en
la presente invención para aumentar significativamente la
especificidad de la detección de ácidos nucleicos variantes en los
ensayos in vitro descritos en la solicitud. Los procesos de
amplificación de alelos individuales sucede de forma altamente
discriminatoria (no son visibles reacciones cruzadas) y pueden
tener lugar varias reacciones en el mismo recipiente. Véase, por
ejemplo, la Patente de Estados Unidos
Nº 6.316.198.
Nº 6.316.198.
\newpage
También pueden usarse oligonucleobases
pseudocíclicas (PCO) como modulador en la presente invención (véase
la Patente de Estados Unidos Nº 6.383.752). Las PCO contienen dos
segmentos oligonucleotídicos unidos a través de sus extremos
3'-3' ó 5'-5'. Uno de los segmentos
(el "segmento funcional") de la PCO tiene alguna funcionalidad
(por ejemplo, un oligonucleótido antisentido complementario a un
ARNm diana). Otro segmento (el "segmento protector") es
complementario al extremo 3' ó 5'-terminal del
segmento funcional (dependiendo del extremo a través del cual está
unido al segmento funcional). Como resultado de la complementariedad
entre los segmentos funcional y protector, las PCO forman
estructuras pseudocíclicas intramoleculares en ausencia de los
ácidos nucleicos diana (por ejemplo, ARN). Las PCO son más estables
que los oligonucleótidos antisentido convencionales a causa de la
presencia de enlaces 3'-3' ó 5'-5' y
la formación de estructuras pseudocíclicas intramoleculares.
Estudios de farmacocinética, distribución tisular, y estabilidad en
ratones sugieren que las PCO tienen mayor estabilidad in
vivo que y, perfiles farmacocinético y de distribución tisular
similares a, los de oligonucleótidos PS en general, pero se
eliminan rápidamente de tejidos seleccionados. Cuando se unen
apropiadamente un fluoróforo y moléculas inactivadoras a las PCO de
la presente invención, la molécula emitirá fluorescencia cuando esté
en configuración lineal, pero la fluorescencia se inactiva en
conformación cíclica.
\vskip1.000000\baselineskip
Los oligonucleótidos o análogos de los mismos
(incluyendo ribozimas o ADNzimas o ácidos péptido nucleicos (PNA) o
ácidos mofolino nucleicos (MNA)), pueden combinarse covalentemente o
no covalentemente para proporcionar un regulador de combinación
según se desee. En un ejemplo, puede unirse un oligonucleótido, PNA
o MNA a un péptido o proteína para proporcionar propiedades o un
efecto terapéutico deseados. Como alternativa, puede unirse un
oligonucleótido o análogo del mismo a una molécula pequeña para
potenciar sus propiedades. Estos materiales pueden unirse
directamente o unirse mediante un grupo espaciador como saben bien
los especialistas en la técnica. En una realización, la molécula
pequeña incluye un radioligando u otro agente detectable que puede
controlarse usando técnicas convencionales. De este modo, puede
controlarse el progreso y localización del regulador. Como
alternativa, la molécula pequeña es un agente terapéutico que el
regulador lleva hasta el sitio de terapia, y después se escinde
opcionalmente para proporcionar su efecto terapéutico en la
localización apropiada. En una tercera realización, la molécula
pequeña es un quelador que une dos materiales biológicos juntos para
producir un efecto combinado.
Las quimeras, productos de fusión o reguladores
multicompuestos de otro modo pueden identificarse y evaluarse para
la eficacia terapéutica como se describe a continuación con
detalle.
\vskip1.000000\baselineskip
Pueden usarse ensayos de unión convencionales
para identificar y seleccionar moduladores de la invención.
Ejemplos no limitantes son ensayos de desplazamiento en gel y
ensayos BIACORE. Es decir, los moduladores de ensayo pueden ponerse
en contacto con los ligandos de ácido nucleico a marcar como diana
en condiciones de ensayo o condiciones fisiológicas típicas y se
hace una determinación en cuanto a si el modulador de ensayo de
hecho se une al ligando de ácido nucleico. Los moduladores de ensayo
que se halla que se unen al ligando de ácido nucleico después
pueden analizarse en un bioensayo apropiado (que variará dependiendo
del aptámero y su molécula diana, por ejemplo, ensayos de
coagulación) para determinar si el modulador de ensayo puede
afectar al efecto biológico causado por el ligando de ácido nucleico
sobre su molécula diana.
El ensayo de desplazamiento en gel es una
técnica usada para evaluar la capacidad de unión. Por ejemplo, un
fragmento de ADN que contiene la secuencia de ensayo se incuba
primero con la proteína de ensayo o una mezcla que contiene
proteínas de unión putativas, y después se separa en un gel por
electroforesis. Si el fragmento de ADN se une por la proteína, será
de tamaño mayor y su migración por lo tanto se retardará con
relación a la del fragmento libre. Por ejemplo, un método para un
ensayo de desplazamiento de movilidad en gel electroforético puede
ser (a) poner en contacto en una mezcla una proteína de unión a
ácido nucleico con una molécula de ácido nucleico marcada de forma
no radiactiva o radiactiva que comprende una sonda molecular en
condiciones adecuadas para promover interacciones de unión
específica entre la proteína y la sonda para formar un complejo,
donde dicha sonda se selecciona entre el grupo compuesto por ADNds,
ADNss, y ARN; (b) someter a electroforesis la mezcla; (c)
transferir, usando transferencia de manchas por presión positiva o
transferencia capilar, el complejo a una membrana, donde la
membrana es nylon cargado positivamente; y (d) detectar el complejo
unido a la membrana detectando el marcador no radiactivo o
radiactivo en el complejo.
La tecnología Biacore mide acontecimientos de
unión en la superficie de un chip detector, de modo que el elemento
de interacción unido a la superficie determina la especificidad del
análisis. El ensayo de la especificidad de una interacción implica
simplemente analizar si diferentes moléculas pueden unirse al
elemento de interacción inmovilizado. La unión da un cambio
intermedio en la señal de resonancia de plasmón superficial (SPR),
de modo que es directamente evidente si una interacción tiene lugar
o no. Los biodetectores basados en SPR controlan las interacciones
midiendo la concentración de masa de biomoléculas cercanas a una
superficie. La superficie se hace específica uniendo uno de los
compañeros de interacción. La muestra que contiene el otro u otros
compañeros fluye sobre la superficie: cuando las moléculas de la
muestra se unen al elemento de interacción unido a la superficie,
la concentración local cambia y se mide una respuesta de SPR. La
respuesta es directamente proporcional a la masa de moléculas que se
unen a la superficie.
\newpage
La SPR surge cuando se refleja luz en ciertas
condiciones desde una película conductora en la superficie de
contacto entre dos medios de diferente índice de refracción. En la
tecnología Biacore, los medios son la muestra y el vidrio del chip
detector, y la película conductora es una fina capa de oro sobre la
superficie del chip. La SPR causa una reducción en la intensidad de
la luz reflejada a un ángulo específico de reflexión. Este ángulo
varía con el índice de refracción cercano a la superficie en el lado
opuesto de la luz reflejada. Cuando las moléculas de la muestra se
unen a la superficie del detector, la concentración y por lo tanto
el índice de refracción en la superficie cambian y se detecta una
respuesta de SPR. La representación de la respuesta frente al
tiempo durante el transcurso de una interacción proporciona una
medida cuantitativa del progreso de la interacción. La tecnología
Biacore mide el ángulo mínimo de intensidad de luz reflejada. La luz
no se absorbe por la muestra: en su lugar la energía de la luz se
disipa a través de la SPR en la película de oro. Los valores de
respuesta de SPR se expresan en unidades de resonancia (UR). Una UR
representa un cambio de 0,0001º en el ángulo de la intensidad
mínimo. Para la mayoría de las proteínas, esto es casi equivalente a
un cambio en la concentración de aproximadamente 1 pg/mm^{2}
sobre la superficie del detector. El factor de conversión exacto
entre UR y concentración superficial depende de las propiedades de
la superficie del detector y la naturaleza de la molécula
responsable del cambio de concentración.
Hay varios ensayos diferentes que pueden
determinar si un oligonucleótido o análogo del mismo puede unirse
al ligando de ácido nucleico de un modo tal que la interacción con
la diana se modifique. Por ejemplo, pueden usarse ensayos de
desplazamiento de movilidad electroforética (EMSA), calorimetría de
titulación, ensayos de proximidad de centelleo, ensayos de
equilibrio de sedimentación usando ultracentrifugación analítica
(véase por ejemplo www.cores.utah.edu/interaction), ensayos de
polarización de fluorescencia, ensayos de anisotropía de
fluorescencia, ensayos de intensidad de fluorescencia, ensayos de
transferencia de energía de resonancia fluorescente (FRET), ensayos
de unión en filtros de nitrocelulosa, ELISA, ELONA (véase, por
ejemplo, el documento USP 5.789.163), RIA, o ensayos de diálisis en
equilibrio para evaluar la capacidad de un agente de unirse a un
ligando de ácido nucleico. Pueden realizarse ensayos directos en los
que se determina directamente la interacción entre el agente y el
ligando de ácido nucleico, o pueden realizarse ensayos de
competición o desplazamiento en los que se determina la capacidad
del agente de desplazar el ligando de ácido nucleico de su diana
(por ejemplo, véase Green, Bell y Janjic, Biotechniques
30(5), 2001, pág. 1094 y el documento USP 6.306.598). Una
vez identificado un agente modulador candidato, puede confirmarse su
capacidad de modular la actividad de un ligando de ácido nucleico
por su diana en un bioensayo. Como alternativa, si se identifica un
agente que puede modular la interacción de un ligando de ácido
nucleico con su diana, pueden usarse dichos ensayos de unión para
verificar que el agente está interaccionando directamente con el
ligando de ácido nucleico y se puede medir la afinidad de dicha
interacción.
En otra realización, puede usarse espectrometría
de masas para la identificación de un regulador que se una a un
ligando de ácido nucleico, el sitio o sitios de interacción entre el
regulador y el ligando de ácido nucleico, y la afinidad de unión
relativa de los agentes por el ligando de ácido nucleico (véase, por
ejemplo, la Patente de Estados Unidos Nº 6.329.146, Crooke et
al.). Dichos métodos de espectrometría de masas también pueden
usarse para explorar mezclas químicas o bibliotecas, especialmente
bibliotecas combinatorias, para compuestos individuales que se unan
a un ligando de ácido nucleico diana seleccionado que puedan usarse
como moduladores del ligando de ácido nucleico. Además, las
técnicas de espectrometría de masas pueden usarse para explorar
múltiples ligandos de ácido nucleico diana simultáneamente frente a,
por ejemplo, una biblioteca combinatoria de compuestos. Además, las
técnicas de espectrometría de masas pueden usarse para identificar
la interacción entre una pluralidad de especies moleculares,
especialmente moléculas "pequeñas" y un sitio de interacción
molecular en un ligando de ácido nucleico diana.
Los ensayos in vivo o in vitro que
evalúan la eficacia de un regulador para modificar la interacción
entre un ligando de ácido nucleico y una diana son específicos para
el trastorno que se está tratando. Hay abundantes ensayos
convencionales para las propiedades biológicas que son bien
conocidos y pueden usarse. Se proporcionan ejemplos de ensayos
biológicos en las patentes citadas en esta solicitud que describen
ciertos ligandos de ácido nucleico para aplicaciones
específicas.
Como ejemplo no limitante, pueden realizarse
ensayos de coagulación como bioensayos en laboratorios clínicos.
Estos ensayos generalmente son ensayos de criterios de valoración
funcionales, en los que se incuba una muestra del paciente (plasma
o sangre completa) con reactivos exógenos que activan la cascada de
coagulación, y se mide el tiempo hasta la formación de coágulos.
Después se compara el tiempo de coagulación de la muestra del
paciente con el tiempo de coagulación de plasma o sangre completa
normal combinada para proporcionar una medición patrón del estado
hemostático del paciente. Como se describe a continuación, dichos
ensayos de coagulación se usan habitualmente como ensayos de
exploración que evalúan el funcionamiento de los sistemas de
coagulación tanto intrínseco como extrínseco del paciente.
El Ensayo de Tiempo de Coagulación Activada
(ACT) es un ensayo de exploración que se parece al ensayo del
tiempo de tromboplastina parcial activada (APTT), pero se realiza
usando muestras de sangre completa recientes. El ACT puede usarse
para controlar el estado de coagulación de un paciente en relación
con procedimientos clínicos, tales como los que implican la
administración de elevadas dosis de heparina (por ejemplo, CPB y
PTCA).
El Ensayo de Tiempo de Tromboplastina Parcial
Activada (APTT) es un ensayo de laboratorio central común. El APTT
se usa para evaluar la vía de coagulación intrínseca, que incluye
los factores I, II, V, VIII, IX, X, XI, y XII. El ensayo se realiza
usando una muestra de plasma, en la que se activa la vía intrínseca
por la adición de fosfolípido, un activador (ácido elágico, caolín,
o sílice micronizada), y Ca^{2+}. La formación de los complejos
de Xasa y protrombinasa sobre la superficie del fosfolípido
posibilita que la protrombina se convierta en trombina, con la
formación posterior de coágulos. El resultado del ensayo de APTT es
el tiempo (en segundos) requerido para esta reacción. El APTT puede
usarse para evaluar la competencia global del sistema de
coagulación de un paciente, como un ensayo de exploración
preoperatorio para tendencias de hemorragia, y como ensayo
rutinario para controlar terapias con heparina. Otro ejemplo del
APTT se realiza del siguiente modo. Primero, se recoge plasma
sanguíneo después de someter la sangre a separación por
centrifugación, y después se añade actina a la misma. Además, se
añade cloruro de calcio. Se mide el periodo de tiempo hasta que se
forma coagulación. Más en detalle, el plasma sanguíneo se almacena
en un refrigerador después de obtenerse a través de separación por
centrifugación de la sangre. Se vierte 0,1 ml de agente de
activación, que se había calentado en un baño de agua que tenía una
temperatura de 37ºC durante un minuto, en un tubo de ensayo que
contenía 0,1 ml del plasma. La mezcla se deja reposar en un baño de
agua a 37ºC durante dos minutos. Después a esta mezcla se añade a
presión 0,1 ml de CaCl_{2} 0,02 M, que se había colocado en un
baño de agua que tenía una temperatura 37ºC. En este momento se
enciende un cronómetro. El tubo de ensayo se calienta en el baño de
agua de 37ºC durante 25 segundos. Se saca el tubo de ensayo, y si se
observa coagulación, se apaga el cronómetro. Este es un modo en que
puede medirse el tiempo de coagulación de la sangre.
El ensayo de tiempo de hemorragia puede usarse
para el diagnóstico de disfunción hemostática, la enfermedad de von
Willebrand, y trastornos vasculares. También puede usarse para
explorar anormalidades plaquetarias antes de cirugía. El ensayo se
realiza haciendo una pequeña incisión en el antebrazo y disipando la
sangre desde el sitio de la herida. Se registra el tiempo que tarda
la hemorragia en detenerse y en sujetos de control es
aproximadamente 3,5 minutos. Una prolongación del tiempo de
hemorragia es indicativa de defectos plaquetarios cualitativos o
cuantitativos.
El Ensayos de Tiempo de Protrombina (PT), que se
describió por primera vez por Quick en 1935, mide el tiempo de
coagulación inducida por factor tisular de la sangre o el plasma. Se
usa como ensayo de exploración para evaluar la integridad de la vía
de coagulación extrínseca, y es sensible a los factores de
coagulación I, II, V, VII, y X. El ensayo puede realizarse
añadiendo tromboplastina y Ca^{2+} a la muestra de un paciente y
midiendo el tiempo para la formación de coágulos. Un tiempo de
coagulación prolongado sugiere la presencia de un inhibidor de, o
una deficiencia en, uno o más de los factores de coagulación de la
vía extrínseca. Pero el tiempo de coagulación del PT también puede
estar prolongado en pacientes en terapia con warfarina, o en
aquellos con deficiencia de vitamina K o disfunción hepática. El
ensayo de PT puede proporcionar una evaluación de la vía de
coagulación extrínseca, y se usa ampliamente para controlar terapias
de anticoagulación oral.
El Ensayo de Tiempo de Coagulación de Trombina
(TCT) mide la velocidad de formación de coágulos de un paciente en
comparación con la de un control de plasma normal. El ensayo puede
realizarse añadiendo una cantidad convencional de trombina al
plasma de un paciente que se ha desprovisto de plaquetas, y midiendo
el tiempo requerido para que se forme un coágulo. Este ensayo se ha
usado como auxiliar en el diagnóstico de coagulación intravascular
diseminada (DIC) y enfermedad hepática.
También hay varios ensayos que pueden usarse en
el diagnóstico del estado de coagulación de un paciente. Estos
están en dos categorías: ensayos complejos, algunos de los cuales
están basados en los ensayos de exploración mostrados
anteriormente, e inmunoensayos. Los ensayos complejos incluyen
ensayos de factor específico basados en ensayos de laboratorio,
tales como los ensayos de APTT, PT, y TCT. Un ensayo mide el nivel
de péptido de activación factor IXa o el complejo factor
IXa-antitrombina III. Estas mediciones se usan para
determinar los niveles de complejo de factor IXa o factor VII
mediado por tejido. Ensayos para la resistencia a proteína C
activada, antitrombina, deficiencia de proteína C, y deficiencia de
proteína S también son parte de este grupo. Individuos
asintomáticos que tienen deficiencias heterogéneas de proteínas C y
S, y resistencia a proteína C activada, tienen niveles
significativamente elevados del fragmento de protrombina F1.2 en
comparación con los controles.
\vskip1.000000\baselineskip
Se proporciona un método para modular la
actividad biológica que incluye (i) administrar a un paciente que
lo necesite un ligando de ácido nucleico que se una a una diana para
producir un efecto terapéutico, y después en el momento
seleccionado o deseado, (ii) administrar al paciente un modulador
que modifique el efecto terapéutico. En un caso, el modulador
desactiva el efecto terapéutico. En otra realización, el modulador
reduce o minimiza pero no interrumpe el efecto terapéutico.
El efecto terapéutico básico está determinado
por la diana y el ligando de ácido nucleico. La modificación del
efecto terapéutico está determinada por el modulador. Puede
regularse cualquier ligando de ácido nucleico conocido o
desarrollado de acuerdo con esta invención.
En una realización, el método comprende: (a)
administrar a un paciente, incluyendo cualquier vertebrado de
sangre caliente que lo necesite, una cantidad eficaz de un ligando
de ácido nucleico o aptámero de ADN que se una selectivamente a un
factor de la vía de coagulación, teniendo el aptámero de ARN una
constante de disociación para el factor de la vía de coagulación de
aproximadamente 20 nM o menos; (b) modular la actividad biológica
del factor de la vía de coagulación en el vertebrado de sangre
caliente a través de la administración del aptámero de ARN de la
etapa (a); y (c) proporcionar un antídoto para revertir los efectos
del aptámero por la administración de un modulador. Por ejemplo,
los moduladores de la presente invención pueden unirse a ligandos
de ácido nucleico que están dirigidos a los complejos enzimáticos de
factor tisular (TF)/factor VIIa (FVIIa), factor VIIIa
(FVIIIa)/factor IXa (FIXa), factor Va (FVa)/factor Xa (FXa) y
receptores plaquetarios tales como gpIIbIIIa y gpIbIX y modulan los
efectos del ligando de ácido nucleico. Esta invención también
proporciona el control con antídoto de inhibidores plaquetarios,
antitrombóticos y fibrinolíticos.
Existen al menos tres escenarios clínicos en los
que es deseable la capacidad de revertir rápidamente la actividad
de un ligando de ácido nucleico antitrombótico o anticoagulante. El
primer caso es cuando el tratamiento anticoagulante o
antitrombótico conduce a hemorragia, incluyendo hemorragia
intracraneal o gastrointestinal. Aunque la identificación de
proteínas diana más seguras puede reducir este riesgo, el potencial
de morbilidad o mortalidad a partir de este tipo de acontecimiento
hemorrágico es tal que el riesgo no puede pasarse por alto. El
segundo caso es cuando se requiere cirugía urgente para pacientes
que han recibido tratamiento antitrombótico. Esta situación clínica
surge en un bajo porcentaje de pacientes que requieren injertos de
derivación de la arteria coronaria urgentes mientras experimentan
intervención coronaria percutánea bajo la cobertura de inhibidores
de GPIIb/IIIa. La práctica actual en esta situación es dejar que se
elimine el compuesto (para antagonistas de molécula pequeña tales
como eptifibatida), que puede tardar 2-4 horas, o
infusión de plaquetas (para tratamiento con Abciximab). El tercer
caso es cuando se usa un ligando de ácido nucleico anticoagulante
durante un procedimiento de derivación cardiopulmonar. Los
pacientes con derivación están predispuestos a hemorragia
post-operatoria. En cada caso, una reversión aguda
de los efectos anticoagulantes de un compuesto mediante un antídoto
(por ejemplo, un modulador oligonucleotídico de la invención
dirigido contra un ligando de ácido nucleico anticoagulante o
antitrombótico) permite un control médico mejorado, y probablemente
más seguro, del compuesto anticoagulante o antitrombótico.
En un método para tratar enfermedades
cardiovasculares en pacientes, el método comprende administrar una
cantidad eficaz de un aptámero de ARN que se una selectivamente a
un factor de la vía de coagulación, teniendo el aptámero de ARN una
constante de disociación para el factor de la vía de coagulación de
aproximadamente 20 nM o menos, a un sujeto vertebrado que padece
una enfermedad cardiovascular, por lo cual se trata la enfermedad
cardiovascular en el sujeto vertebrado, después proporcionar un
antídoto para revertir los efectos del aptámero por la
administración de un modulador.
El paciente tratado en la presente invención en
sus muchas realizaciones es deseablemente un paciente humano,
aunque tiene que entenderse que los principios de la invención
indican que la invención es eficaz con respecto a todas las
especies vertebradas, incluyendo vertebrados de sangre caliente (por
ejemplo, aves y mamíferos), que pretenden incluirse en el término
"paciente". En este contexto, se entiende que un mamífero
incluye cualquier especie de mamífero en la que es deseable el
tratamiento de una enfermedad cardiovascular, particularmente
especies de mamíferos agrícolas y domésticos.
Se contempla el tratamiento de mamíferos tales
como los seres humanos, así como aquellos mamíferos de importancia
debido a que están en peligro de extinción (tal como el tigre
siberiano), de importancia económica (animales criados en granjas
para el consumo por seres humanos) y/o de importancia social
(animales mantenidos como mascotas o en zoológicos) para los seres
humanos, por ejemplo, carnívoros diferentes a los seres humanos
(tales como gatos y perros), ganado porcino (cerdos, verracos, y
jabalíes), rumiantes (tal como ganado vacuno, bueyes, ovejas,
jirafas, ciervos, cabras, bisontes, y camellos), y caballos. También
se contempla el tratamiento de aves, incluyendo el tratamiento de
aquellos tipos de aves que están en peligro de extinción, mantenidos
en zoológicos, así como aves de caza, y más particularmente aves de
caza domesticadas, es decir, aves de corral, tales como pavos,
pollos, patos, gansos, gallinetas, y similares, ya que son también
de importancia económica para los seres humanos.
El presente método para tratar enfermedades
cardiovasculares en un tejido contempla poner en contacto un tejido
en el que está sucediendo la enfermedad cardiovascular, o está en
riesgo de suceder, con una composición que comprende una cantidad
terapéuticamente eficaz de un aptámero de ARN capaz de unirse a un
factor de coagulación así como proporcionar un antídoto para
revertir los efectos del aptámero por la administración de un
modulador. Por tanto, el método comprende administrar a un paciente
una cantidad terapéuticamente eficaz de una composición
fisiológicamente tolerable que contiene el aptámero de ARN así como
un método para proporcionar un antídoto para revertir los efectos
del aptámero por la administración de un modulador.
Los intervalos de dosificación para la
administración del modulador dependen de la forma del modulador, y
su potencia, como se describe adicionalmente en este documento, y
son cantidades suficientemente grandes para producir el efecto
deseado. Para situaciones en las que se modula la coagulación, que
puede mejorar correspondientemente la enfermedad cardiovascular y
los síntomas de la enfermedad cardiovascular, la dosificación no
debe ser tan grande como para causar efectos secundarios adversos,
tales como síndromes de hiperviscosidad, edema pulmonar, fallo
cardiaco congestivo, y similares. Generalmente, la dosificación
variará con la edad, el estado, sexo y grado de la enfermedad en el
paciente y puede determinarla un especialista en la técnica. El
médico en el caso de cualquier complicación también puede ajustar la
dosificación.
Una cantidad terapéuticamente eficaz es una
cantidad de un modulador suficiente para producir una modulación
medible de los efectos del ligando de ácido nucleico, incluyendo,
aunque sin limitación, una cantidad moduladora de la coagulación.
La modulación de la coagulación puede medirse in situ por
inmunohistoquímica por métodos descritos en los Ejemplos, o por
otros métodos conocidos para un especialista en la técnica.
Un modulador preferido tiene la capacidad de
unirse sustancialmente a un ligando de ácido nucleico en solución a
concentraciones de modulador de menos de uno (1) micromolar
(\muM), preferiblemente menos de 0,1 \muM, y más
preferiblemente menos de 0,01 \muM. Por "sustancialmente" se
entiende que se observa al menos un 50 por ciento de reducción en
la actividad biológica diana por modulación en presencia de la
diana, y la reducción del 50% se menciona en este documento como el
valor de IC_{50}.
Los modos preferidos de administración de los
materiales de la presente invención a un hospedador mamífero son
por vía parenteral, intravenosa, intradérmica,
intra-articular, intrasinovial, intratecal,
intra-arterial, intracardiaca, intramuscular,
subcutánea, intraorbital, intracapsular, intramedular,
intraesternal, tópica, por parche transdérmico, mediante
supositorio rectal, vaginal o uretral, vía peritoneal, percutánea,
pulverización nasal, implante quirúrgico, implante quirúrgico
interno, bomba de infusión o mediante catéter. En una realización,
el agente y el vehículo se administran en una formulación de
liberación lenta tal como un implante, bolo, micropartícula,
microesfera, nanopartícula o nanoesfera. Para información
convencional sobre formulaciones farmacéuticas, véase Ansel, et
al., Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems,
Sexta Edición, Williams & Wilkins (1995).
Los moduladores de la presente invención pueden
administrarse preferiblemente por vía parenteral por inyección o
por infusión gradual en el tiempo. Aunque al tejido a tratar puede
accederse típicamente en el cuerpo por administración sistémica y
por lo tanto a menudo se trata por administración intravenosa de
composiciones terapéuticas, se proporcionan otros tejidos y
técnicas de suministro donde existe la probabilidad de que el
tejido marcado como diana contenga la molécula diana. Por tanto, los
moduladores de la presente invención se administran típicamente por
vía oral, vía tópica a un tejido vascular, vía intravenosa, vía
intraperitoneal, vía intramuscular, vía subcutánea, al interior de
una cavidad, vía transdérmica, y pueden suministrarse por técnicas
peristálticas. Como se ha indicado anteriormente, las composiciones
farmacéuticas pueden proporcionarse al individuo por una diversidad
de vías tales como oral, tópica a un tejido vascular, intravenosa,
intraperitoneal, intramuscular, subcutánea, al interior de una
cavidad, transdérmica, y pueden suministrarse por técnicas
peristálticas. Los enfoques no limitantes representativos para
administración tópica a un tejido vascular incluyen (1)
recubrimiento o impregnación de un tejido de vaso sanguíneo con un
gel que comprende un ligando de ácido nucleico, para el suministro
in vivo, por ejemplo, por implante del vaso recubierto o
impregnado en el lugar de un segmento tisular del vaso dañado o
enfermo que se retiró o derivó; (2) suministro mediante un catéter a
un vaso en el que se desea el suministro; (3) bombeo de una
composición de ligando de ácido nucleico en un vaso que tiene que
implantarse en un paciente. Como alternativa, el ligando de ácido
nucleico puede introducirse en las células por microinyección, o
por encapsulación en liposomas. De forma ventajosa, los ligandos de
ácido nucleico de la presente invención pueden administrarse en una
única dosis diaria, o la dosificación diaria total puede
administrarse en varias dosis divididas. Después de ello, se
proporciona el modulador por cualquier medio adecuado para alterar
el efecto del ligando de ácido nucleico por la administración del
modulador.
Las composiciones se administran de un modo
compatible con la formulación de dosificación, y en una cantidad
terapéuticamente eficaz. La cantidad a administrar depende del
sujeto a tratar, la capacidad del sistema del sujeto para utilizar
el ingrediente activo, y el grado deseado del efecto terapéutico.
Las cantidades precisas de ingrediente activo requeridas a
administrar dependen del criterio del médico y son peculiares para
cada individuo. Sin embargo, en este documento se describen
intervalos de dosificación adecuados para aplicación sistémica y
dependen de la vía de administración. Los regímenes adecuados para
su administración también son variables, pero están tipificados por
una administración inicial seguida de dosis repetidas a intervalos
de una o más horas por una inyección posterior u otra
administración. Como alternativa, se contempla la infusión
intravenosa continua suficiente para mantener concentraciones en la
sangre en los intervalos especificados para terapias in
vivo.
Como se usa en este documento, las expresiones
"farmacéuticamente aceptable", "fisiológicamente
tolerable", y variaciones gramaticales de las mismas, que se
refieren a composiciones, vehículos, diluyentes y reactivos, se
usan de forma intercambiable y representan que los materiales se
pueden administrar sin efectos secundarios tóxicos sustanciales o
debilitantes.
Las composiciones farmacéuticamente útiles que
comprenden un modulador de la presente invención pueden formularse
de acuerdo con métodos conocidos tales como por mezcla de un
vehículo farmacéuticamente aceptable. Pueden encontrarse ejemplos
de dichos vehículos y métodos de formulación en Remington's
Pharmaceutical Sciences. Para formar una composición
farmacéuticamente aceptable adecuada para su administración eficaz,
dichas composiciones contendrán una cantidad eficaz del aptámero.
Dichas composiciones pueden contener mezclas de más de un
modulador.
La cantidad eficaz puede variar de acuerdo con
una diversidad de factores tales como el estado del individuo, su
peso, sexo, edad y la cantidad de ligando de ácido nucleico
administrada. Otros factores incluyen el modo de administración.
Generalmente, las composiciones se administrarán en dosificaciones
ajustadas para el peso corporal, por ejemplo, dosificaciones que
varían de aproximadamente 1 \mug/kg de peso corporal a
aproximadamente 100 mg/kg de peso corporal, preferiblemente, de 1
mg/kg de peso corporal a 50 mg/kg de peso corporal.
Los moduladores de ligandos de ácido nucleico
pueden ser particularmente útiles para el tratamiento de
enfermedades en las que es beneficioso inhibir la coagulación, o
evitar que suceda dicha actividad. Las composiciones farmacéuticas
se administran en cantidades terapéuticamente eficaces, es decir, en
cantidades suficientes para generar una respuesta moduladora de la
actividad de coagulación, o en cantidades profilácticamente
eficaces, es decir, en cantidades suficientes para evitar que un
factor de coagulación actúe en una cascada de coagulación. La
cantidad terapéuticamente eficaz y la cantidad profilácticamente
eficaz pueden variar de acuerdo con el tipo de modulador. La
composición farmacéutica puede administrarse en dosis únicas o
múltiples.
Generalmente, los moduladores oligonucleotídicos
de la invención pueden administrarse usando protocolos establecidos
usados en terapia antisentido. Los datos presentados en el Ejemplo 6
indican que la actividad de un ligando de ácido nucleico
terapéutico puede modularse por infusión intravenosa de antídotos
oligonucleotídicos en un ser humano u otro animal. Además, como la
actividad del modulador es duradera, una vez se ha conseguido el
nivel deseado de modulación del ligando de ácido nucleico por el
modulador, puede interrumpirse la infusión del modulador,
permitiendo que el modulador residual se elimine del ser humano o
animal. Esto permite el re-tratamiento posterior
con el ligando de ácido nucleico según sea necesario. Como
alternativa, y en vista de la especificidad de los moduladores de
la invención, el tratamiento posterior puede implicar el uso de un
segundo par ligando de ácido nucleico/modulador (por ejemplo,
oligonucleótido) diferente.
Los moduladores sintetizados o identificados de
acuerdo con los métodos descritos en este documento pueden usarse
solos a dosificaciones apropiadas definidas por ensayo rutinario
para obtener la modulación óptima de la actividad del ligando de
ácido nucleico en la coagulación, minimizando al mismo tiempo
cualquier toxicidad potencial. Además, puede ser deseable la
coadministración o administración secuencial de otros agentes. Para
el tratamiento de combinación con más de un agente activo, donde los
agentes activos están en formulaciones de dosificación diferentes,
los agentes activos pueden administrarse de forma concurrente, o
cada uno puede administrarse a tiempos escalonados por separado.
El régimen de dosificación utilizando los
moduladores de la presente invención se selecciona de acuerdo con
una diversidad de factores incluyendo el tipo, especie, edad, peso,
sexo y estado médico del paciente; la gravedad de la afección a
tratar; la vía de administración; la función renal y hepática del
paciente; y el modulador particular empleado. Un médico
especialista en la técnica puede determinar fácilmente y prescribir
la cantidad eficaz del aptámero requerida para prevenir,
contrarrestar o detener el progreso de la afección. La precisión
óptima para conseguir concentraciones del modulador dentro del
intervalo que produce eficacia sin toxicidad requiere un régimen
basado en la cinética de la disponibilidad del modulador para los
sitios diana. Esto implica una consideración de la distribución,
equilibrio, y eliminación del modulador.
En el uso de la presente invención, los
moduladores descritos en este documento con detalle pueden formar
el ingrediente activo, y se administran típicamente en mezcla con
diluyentes, excipientes o vehículos farmacéuticos adecuados
(colectivamente mencionados en este documento como materiales de
"vehículo") adecuadamente seleccionados con respecto a la
forma pretendida de administración, es decir, comprimidos orales,
cápsulas, elixires, jarabes, supositorios, geles y similares, y
coherentes con las prácticas farmacéuticas convencionales.
Por ejemplo, para administración oral en forma
de un comprimido o cápsula, el componente de fármaco activo puede
combinarse con un vehículo inerte, farmacéuticamente aceptable, no
tóxico, oral tal como etanol, glicerol, agua y similares. Además,
cuando se desee o sea necesario, también pueden incorporarse
aglutinantes, lubricantes, agentes disgregantes y agentes
colorantes adecuados en la mezcla. Los aglutinantes adecuados
incluyen sin limitación, almidón, gelatina, azúcares naturales
tales como glucosa o beta-lactosa, edulcorantes de
maíz, gomas naturales y sintéticas tales como goma arábiga, goma de
tragacanto o alginato sódico, carboximetilcelulosa,
polietilenglicol, ceras y similares. Los lubricantes usados en estas
formas de dosificación incluyen, sin limitación, oleato sódico,
estearato sódico, estearato de magnesio, benzoato sódico, acetato
sódico, cloruro sódico y similares. Los disgregantes incluyen, sin
limitación, almidón, metilcelulosa, goma de agar, bentonita, goma
xantana y similares.
Para formas líquidas, el componente de fármaco
activo puede combinarse en agentes de suspensión o dispersión
aromatizados adecuadamente tales como las gomas sintéticas y
naturales, por ejemplo, goma de tragacanto, goma arábiga,
metilcelulosa y similares. Otros agentes de dispersión que pueden
emplearse incluyen glicerina y similares. Para administración
parenteral, se desean suspensiones y soluciones estériles. Se
emplean preparaciones isotónicas que generalmente contienen
conservantes adecuados cuando se desea administración
intravenosa.
Las preparaciones tópicas que contienen el
componente de fármaco activo pueden mezclarse con una diversidad de
materiales de vehículo bien conocidos en la técnica, tales como, por
ejemplo, alcoholes, gel de aloe vera, alantoína, glicerina, aceites
de vitamina A y E, aceite mineral, propionato de PPG2 miristilo, y
similares, para formar, por ejemplo, soluciones alcohólicas,
limpiadores tópicos, cremas limpiadoras, geles cutáneos, lociones
cutáneas, y champúes en formulación de crema o gel.
Los compuestos de la presente invención también
pueden administrarse en forma de sistemas de suministro de
liposomas, tales como vesículas unilamelares pequeñas, vesículas
unilamelares grandes y vesículas multilamelares. Los liposomas
pueden formarse a partir de una diversidad de fosfolípidos, tales
como colesterol, estearilamina o fosfatidilcolinas.
Los compuestos de la presente invención también
pueden acoplarse con polímeros solubles como vehículos de fármacos
dirigibles. Dichos polímeros pueden incluir polivinilpirrolidona,
copolímero de pirano,
polihidroxipropilmetacril-amidafenol,
polihidroxi-etilaspartamidafenol, o
polietilenoxidopolilisina sustituida con restos de palmitoílo.
Además, los compuestos de la presente invención pueden acoplarse
(preferiblemente mediante un enlace covalente) a una clase de
polímeros biodegradables útiles para conseguir la liberación
controlada de un fármaco, por ejemplo, polietilenglicol (PEG),
ácido poliláctico, poliépsilon caprolactona, ácido
polihidroxibutírico, poliortoésteres, poliacetales,
polidihidropiranos, policianoacrilatos y copolímeros de bloque
reticulados o anfipáticos de hidrogeles. Puede unirse colesterol y
moléculas similares a los aptámeros para aumentar y prolongar la
biodisponibilidad.
Los moduladores oligonucleotídicos pueden
administrarse directamente (por ejemplo, solos o en una formulación
liposómica o en complejo con un vehículo (por ejemplo, PEG))
(véanse, por ejemplo, los documentos USP 6.147.204, USP
6.011.020).
El ligando de ácido nucleico o modulador puede
estar compuesto por un modulador oligonucleotídico unido a un
compuesto de elevado peso molecular no inmunogénico como
polietilenglicol (PEG). En esta realización, las propiedades
farmacocinéticas del complejo están mejoradas con relación al
ligando de ácido nucleico solo. Como se ha analizado supra,
la asociación podría ser a través de enlaces covalentes o
interacciones no covalentes. En una realización, el modulador se
asocia con la molécula de PEG a través de enlaces covalentes.
También, como se ha analizado supra, cuando se emplea unión
covalente, el PEG puede unirse covalentemente en una diversidad de
posiciones en el modulador oligonucleotídico. En la realización
preferida, se une un modulador oligonucleotídico en el tiol 5' a
través de una funcionalidad maleimida o vinilsulfona. En una
realización, puede asociarse una pluralidad de moduladores con una
única molécula de PEG. El modulador puede ser para la misma diana o
una diferente. En realizaciones en las que hay múltiples moduladores
para el mismo ligando de ácido nucleico, hay un aumento en la
avidez debido a las múltiples interacciones de unión con el ligando.
En una realización adicional más, puede unirse una pluralidad de
moléculas de PEG entre sí. En esta realización, puede asociarse uno
o más moduladores a la misma diana o diferentes dianas con cada
molécula de PEG. Esto también provoca un aumento en la avidez de
cada modulador por su diana. En realizaciones en las que se unen
múltiples moduladores específicos por la misma diana a PEG, existe
la posibilidad de poner las mismas dianas en cercana proximidad
entre sí para generar interacciones específicas entre las mismas
dianas. Cuando se unen múltiples moduladores específicos para
diferentes dianas a PEG, existe la posibilidad de poner las
distintas dianas en cercana proximidad entre sí para generar
interacciones específicas entre las dianas. Además, en
realizaciones en las que hay moduladores para la misma diana o
diferentes dianas asociados con PEG, también puede asociarse un
fármaco con PEG. Por tanto el complejo proporcionaría un suministro
dirigido del fármaco, sirviendo PEG como enlazador.
Un problema encontrado en el uso terapéutico y
diagnóstico in vivo de ácidos nucleicos es que los
oligonucleótidos en su forma fosfodiéster pueden degradarse
rápidamente en fluidos corporales por enzimas intracelulares y
extracelulares tales como endonucleasas y exonucleasas antes de
manifestarse el efecto deseado. Pueden hacerse ciertas
modificaciones químicas del ácido nucleico para aumentar la
estabilidad in vivo del ácido nucleico o para potenciar o
para mediar el suministro del ácido nucleico. Las modificaciones de
los ligandos de ácido nucleico contempladas en esta invención
incluyen, aunque sin limitación, las que proporcionan otros grupos
químicos que incorporan carga adicional, capacidad de polarización,
hidrofobicidad, enlaces de hidrógeno, interacción electrostática, y
flexibilidad estereoquímica a las bases del ácido nucleico o al
ácido nucleico como conjunto. Dichas modificaciones incluyen,
aunque sin limitación, modificaciones del azúcar en la posición 2',
modificaciones de la pirimidina en la posición 5, modificaciones de
la purina en la posición 8, modificaciones en aminas exocíclicas,
sustitución de 4-tiouridina, sustitución de
5-bromo o
5-yodo-uracilo; modificaciones de
la estructura, modificaciones fosforotioato o alquilfosfato,
metilaciones, combinaciones de pares de bases inusuales tales como
las isobases isocitidina y isoguanidina y similares. Las
modificaciones también pueden incluir modificaciones 3' y 5' tales
como recubrimiento.
Los compuestos lipófilos y los compuestos de
elevado peso molecular no inmunogénicos con los que pueden
formularse los moduladores de la invención para su uso en la
presente invención pueden prepararse por cualquiera de diversas
técnicas actualmente conocidas en la técnica o desarrolladas
posteriormente. Típicamente, se preparan a partir de un
fosfolípido, por ejemplo, diestearoil fosfatidilcolina, y pueden
incluir otros materiales tales como lípidos neutros, por ejemplo,
colesterol, y también tensioactivos tales como compuestos cargados
positivamente (por ejemplo, estearilamina o aminomanosa o derivados
aminomanitol de colesterol) o cargados negativamente (por ejemplo,
diacetilfosfato, fosfatidilglicerol). Pueden formarse liposomas
multilamelares por la técnica convencional, es decir, depositando
un lípido seleccionado sobre la pared lateral de un envase o
recipiente adecuado disolviendo el lípido en un disolvente
apropiado, y después evaporando el disolvente para dejar una
delgada película sobre el interior del recipiente o secando por
pulverización. Después se añade una fase acuosa al recipiente con
un movimiento de remolino o vórtice que provoca la formación de VML.
Después pueden formarse VU por homogeneización, sonicación o
extrusión (a través de filtros) de VML. Además, pueden formarse VU
por técnicas de retirada de detergente. En ciertas realizaciones de
esta invención, el complejo comprende un liposoma con uno o más
ligandos de ácido nucleico de direccionamiento asociados con la
superficie del liposoma y un agente terapéutico o de diagnóstico
encapsulado. Los liposomas preformados pueden modificarse para
asociarse con los ligandos de ácido nucleico. Por ejemplo, un
liposoma catiónico se asocia a través de interacciones
electrostáticas con el ácido nucleico. Como alternativa, puede
añadirse un ácido nucleico unido a un compuesto lipófilo, tal como
colesterol, a liposomas preformados por lo cual el colesterol llega
a asociarse con la membrana liposómica. Como alternativa, el ácido
nucleico puede asociarse con el liposoma durante la formulación del
liposoma. Preferiblemente, el ácido nucleico se asocia con el
liposoma cargándolo en liposomas preformados.
Como alternativa, los moduladores
oligonucleotídicos de la invención pueden producirse in vivo
después de la administración de una construcción que comprende una
secuencia que codifica el oligonucleótido. Pueden usarse técnicas
disponibles para realizar el suministro intracelular de moduladores
de ARN de la expresión génica (véase en líneas generales, Sullenger
et al., Mol. Cell Biol. 10: 6512 (1990)).
Ciertos aspectos de la invención pueden
describirse con mayor detalle en los siguientes Ejemplos no
limitantes.
\vskip1.000000\baselineskip
Se generaron aptámeros modificados con
2'-fluoro pirimidina resistentes a nucleasa contra
el Factor de coagulación IXa humano como se describe en el
documento WO 0226932 A2. Se realizaron ocho ciclos iterativos de
selección, produciendo una familia de 16 aptámeros con elevada
afinidad por FIXa; variando las K_{D} de
\sim0,6-15 nM en salinidad y pH fisiológicos a
37ºC. El análisis comparativo de secuencias hizo posible predecir y
sintetizar la versión minimizada del aptámero de mayor afinidad,
llamado ARN 9.3t ("t" por truncado), mostrado en la Fig. 1.
Este aptámero de 34 nucleótidos tiene un peso molecular de 11,5 kDa
y se une a FIXa con esencialmente la misma afinidad que la
secuencia de longitud completa (K_{D} 0,6 nM). Como control, se
sintetizó una versión mutante del ARN 9.3t llamada 9.3tM en la que
las A absolutamente conservadas en el bucle interno se mutaron en G
(Fig. 1). Este aptámero se une a FIXa con una K_{D} >5 \muM
determinada por ensayos de unión competitiva. En todos los ensayos
de actividad, se emplea el ARN 9.3tM como control para medir
cualquier efecto no específico causado por un aptámero de esta
composición. El aptámero 9.3t bloquea la activación de FX por
FVIIIa/FIXa/lípidos, y también bloquea parcialmente la hidrólisis
del sustrato sintético por FIXa.
Para examinar la especificidad del aptámero por
FIXa frente a los factores de coagulación estructuralmente
similares, se midió la afinidad de 9.3t por FIX, FVIIa, FXa, FXIa y
APC en ensayos de unión directa como se ha descrito previamente
(Rusconi et al., Thrombosis and Haemostasis 83:
841-848 (2000)). El aptámero se une a FIX solamente
\sim5-50 veces menos fuertemente que FIXa. No
logró mostrar unión significativa a concentraciones proteicas de
hasta 5 \muM (ARN de la fracción unida <10%) a cualquier otra
proteína ensayada. Por lo tanto, la especificidad del aptámero 9.3t
por FIXa frente a FVIIa, FXa, FXIa o APC es >5000 veces.
Para determinar la potencia anticoagulante del
ARN 9.3t, se ha evaluado la capacidad de 9.3t de prolongar el
tiempo de coagulación de plasma humano en ensayos de coagulación del
tiempo de tromboplastina parcial activada (APTT) y el tiempo de
protrombina (PT). El aptámero 9.3t, pero no el aptámero de control
9.3tM, era capaz de prolongar el tiempo de coagulación de plasma
humano de un modo dependiente de la dosis (Fig. 2). Ningún aptámero
tuvo efecto sobre el PT, lo que demuestra la especificidad funcional
del aptámero 9.3t por FIXa y lo que demuestra que este tipo de
oligonucleótido, a concentraciones de hasta 1 \muM, no aumenta de
forma no específica el tiempo de coagulación de plasma humano. Por
tanto, el ARN 9.3 es un potente anticoagulante, con un efecto
máximo sobre el APTT similar al observado en plasma deficiente en
FIX. Se han realizado experimentos similares en plasma porcino, y
se ha observado potencia y especificidad similares.
Para determinar si esta molécula es capaz de
inhibir la actividad de FIX/FIXa in vivo, se ensayó la
capacidad de este aptámero de anticoagular sistémicamente pequeños
cerdos (1,5-4 kg) después de inyección intravenosa
en embolada. Para estos experimentos, se puso un catéter intravenoso
en la vena femoral para la inyección de la muestra y se puso un
catéter arterial en una arteria femoral del animal para la
extracción en serie de muestras sanguíneas. Se tomó una muestra
sanguínea previa a la inyección, y se midió el tiempo de ACT en el
sitio para establecer un tiempo de coagulación de sangre completa
basal para el animal. Después se suministró el aptámero 9.3t a
dosis de 0,5 mg/kg (n=4) y 1,0 mg/kg (n=4), el aptámero 9.3tM a 1,0
mg/kg (n=3) o vehículo (n=3) por inyección intravenosa en embolada.
Se tomaron muestras sanguíneas a diversos tiempos después de la
inyección, y se determinó inmediatamente el ACT. Se extrajo sangre
adicional para la determinación de los APTT a diferentes tiempos
después de la inyección. Como se muestra en la Fig. 3, el aptámero
9.3t, pero no el aptámero de control 9.3tM o el vehículo, era capaz
de inhibir la actividad de FIXa in vivo como se evidencia
por un aumento significativo dependiente de la dosis en el ACT del
animal después de la inyección. Como se muestra en la Fig. 4, el
aptámero 9.3 prolongaba específicamente el APTT, pero no el PT de
los animales de un modo dependiente de la dosis. Usando las curvas
de respuesta a dosis in vitro de los experimentos de APTT,
puede estimarse el cambio en la concentración plasmática de 9.3t en
el tiempo después de la inyección.
Como intento de aumentar la biodisponibilidad de
9.3t, se sintetizó una versión de este aptámero con un resto 5' de
colesterol, llamada 9.3t-C. El aptámero modificado
con colesterol retenía la elevada afinidad de unión a FIXa (Fig.
5A) y la potente actividad anticoagulante (Fig. 5B y 5C). Los
efectos in vivo de esta modificación en la vida media en
circulación de 9.3t-C frente a 9.3t (n=2 animales
para cada aptámero) se han ensayado usando el modelo de
anticoagulación sistémica de cerdo. Después de la inyección de 0,5
mg/kg de 9.3t-C, el ACT del animal aumentaba
\sim1,4 veces y se mantenía a este nivel durante 1 hora después de
la inyección (Fig. 6A). La Fig. 6B muestra el análisis del APTT y
el PT de los animales a partir de este experimento. Aunque la
potencia anticoagulante de los dos aptámeros es similar, la duración
del efecto anticoagulante de 9.3t-C es
significativamente más largo (Fig. 6C).
\vskip1.000000\baselineskip
El modelo de estructura secundaria de 9.3t se
muestra en la Fig. 1 y se desarrolló a partir de análisis
comparativo de secuencias de las secuencias relacionadas del
aptámero contra el FIXa mostradas en la Fig. 7. Estos datos apoyan
fuertemente la formación de la estructura de
tronco-bucle representada en la Fig. 1. Además, el
análisis mutacional del aptámero 9.3t demostró que la alteración
del tronco 1 o el tronco 2 provocaba una pérdida mayor de 1000
veces de la afinidad por FIXa. Por lo tanto, se diseñó un
oligonucleótido de 17 restos todos 2'O-metilo
(secuencia 5' auggg
gaggcagcauua 3') (Anti-D1) complementario a la mitad 3' del aptámero 9.3t que comienza en el extremo 5' del bucle 2 (L2 en la Fig. 7) y que se extiende hasta el extremo 3' del aptámero. Este diseño permite la nucleación de un dúplex intermolecular entre el oligonucleótido y el bucle 2 del aptámero. Además, la formación del dúplex intermolecular está termodinámicamente favorecida debido tanto a la longitud como a la composición de bases del oligonucleótido complementario. Un dúplex ribonucleotídico de esta secuencia tiene una energía libre calculada de -26,03 kcal/mol y una T_{m} predicha de 75,4ºC. La vida media de dicho dúplex a 37ºC excedería enormemente las 24 horas.
gaggcagcauua 3') (Anti-D1) complementario a la mitad 3' del aptámero 9.3t que comienza en el extremo 5' del bucle 2 (L2 en la Fig. 7) y que se extiende hasta el extremo 3' del aptámero. Este diseño permite la nucleación de un dúplex intermolecular entre el oligonucleótido y el bucle 2 del aptámero. Además, la formación del dúplex intermolecular está termodinámicamente favorecida debido tanto a la longitud como a la composición de bases del oligonucleótido complementario. Un dúplex ribonucleotídico de esta secuencia tiene una energía libre calculada de -26,03 kcal/mol y una T_{m} predicha de 75,4ºC. La vida media de dicho dúplex a 37ºC excedería enormemente las 24 horas.
Para determinar si este oligonucleótido podría
desnaturalizar el aptámero 9.3t, se incubó el aptámero 9.3t
radiomarcado (125 nM) con concentraciones crecientes del
"antídoto" oligonucleotídico (de equimolar a un exceso molar
de factor 8) a 37ºC durante 15 minutos (-calor Fig. 8), y se
visualizó la cantidad de dúplex intermolecular formado por
electroforesis en gel nativo (12% de acrilamida, NaCl 150 mM,
CaCl_{2} 2 mM, procesado en tampón 1Xtris-borato
+ CaCl_{2} 2 mM) seguido de formación de imágenes con fósforo
(Fig. 8). Para generar un complejo
oligonucleótido-aptámero como control de la
movilidad en el gel, el oligonucleótido se hibridó con el aptámero
9.3t calentando el aptámero y un exceso molar de factor 8 del
oligonucleótido a 95ºC durante 5 minutos antes de la incubación a
37ºC (+calor Fig. 8). Se realizó la misma serie de experimentos con
un oligonucleótido sin sentido de la misma composición de bases que
el antídoto oligonucleotídico (N.S. en la Fig. 8). Como puede
observarse en la Fig. 8, el antídoto oligonucleotídico desnaturaliza
fácilmente el aptámero 9.3t como se evidencia por la formación casi
completa del complejo oligonucleótido-aptámero
cuando el oligonucleótido estaba presente a un exceso molar de
factor 8 al aptámero. Además, esta interacción es muy específica, ya
que no se observa complejo, con o sin calentamiento, entre el
aptámero y el oligonucleótido de control sin sentido.
Para determinar si este antídoto
oligonucleotídico podría revertir la actividad anticoagulante del
aptámero 9.3t, se midió el APTT de plasma humano combinado en
presencia de 9.3t 50 nM y concentraciones crecientes del antídoto
oligonucleotídico (Fig. 9A y 9B). En este experimento, se preincubó
el aptámero 9.3t 5 minutos en plasma antes de la adición del
antídoto oligonucleotídico para generar complejos
aptámero-FIX, después se añadió el antídoto o el
oligonucleótido sin sentido, y se continuó la incubación durante 10
minutos adicionales antes de añadir CaCl_{2} para iniciar la
formación de coágulos. Como se muestra en las Fig. 9A y 9B, el
antídoto oligonucleotídico es capaz de revertir de forma eficaz
aproximadamente el 80% de la actividad anticoagulante del aptámero
9.3t. Sin embargo, el exceso molar del antídoto oligonucleotídico
requerido para conseguir este efecto es sustancialmente mayor que
la cantidad requerida para desnaturalizar de forma eficaz el
aptámero en ausencia de proteína.
\vskip1.000000\baselineskip
Para evaluar la especificidad de un antídoto
oligonucleotídico, se preparó el aptámero 9.20t (véase la Fig.
10A). El tronco 1 de 9.20t es idéntico al tronco 1 del aptámero
9.3t, como lo es la mitad 3' del tronco 2. Las diferencias
principales entre 9.20t y 9.3t se encuentran en el bucle 2 y el
bucle 3 (compárese la Fig. 1 con la Fig. 10A).
El aptámero 9.20t se une a FIXa con una K_{D}
comparable a la de 9.3t. Se usaron ensayos de APTT para medir el
tiempo de coagulación de plasma humano como función de la
concentración del aptámero 9.20t. Su potencia anticoagulante in
vitro en plasma humano era comparable a la de 9.3t (Fig. 10B).
Se añadió el aptámero 9.20t a plasma humano a una concentración 50
nM y se dejó unir al FIX plasmático durante 5 minutos. Después se
añadieron concentraciones variables del antídoto oligonucleotídico
Anti D1, y se midió el APTT a los 10 minutos después de la adición
del antídoto al plasma. El cambio relativo en el tiempo de
coagulación causado por la adición de 9.20t al plasma no estaba
afectado por la adición de este antídoto oligonucleotídico
complementario al aptámero 9.3t (Fig. 10C).
Para determinar si un "tramo final"
monocatenario añadido al extremo de un aptámero promueve la
asociación de un "antídoto" oligonucleotídico con el aptámero,
se añadió un tramo final 3' al aptámero 9.3t, denominándose el
aptámero con tramo final 9.3t-3NT (Fig. 11). El
tramo final 3' de 9.3t-3NT es un tramo de ARN
modificado de 3 nucleótidos 2'O-metilo. Esta
secuencia final se eligió para reducir la probabilidad de afectar a
la actividad del aptámero, y para reducir las estructuras
secundarias potenciales dentro del antídoto oligonucleotídico
complementario.
La afinidad del aptámero
9.3t-3NT se comparó con 9.3t en ensayos de unión
competitiva (Fig. 12A). La afinidad del aptámero
9.3t-3NT por FIXa era comparable a la de 9.3t
(K_{D} 1,5 nM o menos). Se usaron ensayos de APTT para medir el
tiempo de coagulación de plasma humano como función de la
concentración de los aptámeros 9.3t-3NT y 9.3t
(Fig. 12B). Las actividades anticoagulantes de los aptámeros eran
similares, y ambos aptámeros eran capaces de inhibir completamente
la actividad de FIX en plasma humano.
Se añadió el aptámero 9.3t-3NT a
plasma humano a una concentración 50 nM (aumento de \sim3 veces en
el APTT) y se dejó unir al FIX plasmático durante 5 minutos.
Después se añadieron concentraciones variables de los antídotos
oligonucleotídicos (véase la Fig. 11), y se midió el APTT a los 10
minutos después de la adición de antídoto al plasma (Fig. 13A). La
fracción de la actividad anticoagulante revertida por el antídoto
oligonucleotídico es la diferencia entre el APTT en presencia de
aptámero solo y el APTT en presencia de aptámero + antídoto
dividido por el cambio en el APTT sobre la medida inicial en
presencia del aptámero solo (0 = sin efecto, 1 = reversión
completa). Cada uno de los antídotos oligonucleotídicos
complementarios ensayados era capaz de revertir >90% de la
actividad anticoagulante del aptámero 9.3t-3NT en 10
minutos desde la adición en plasma humano, demostrando con
AS3NT-3 la actividad de reversión más potente (Fig.
13B). Esta actividad de reversión es comparable con la capacidad de
la protamina de revertir el aumento del APTT después de la adición
de heparina a plasma humano.
La reversión de la actividad anticoagulante de
9.3t-3NT por el antídoto oligonucleotídico
AS3NT-3 se comparó con la reversión de la actividad
anticoagulante de 9.3t por el antídoto oligonucleotídico Anti D1. La
adición del tramo final al aptámero aumenta la eficacia de la
reversión por un antídoto oligonucleotídico con secuencias
complementarias al tramo final 3' del aptámero (Fig. 14A y 14B).
Además de lo anterior, se han producido los
siguientes moduladores oligonucleotídicos que están dirigidos al
aptámero 9.3t, y son eficaces en la reversión de su actividad
anticoagulante en plasma humano in vitro (todos son
2'O-metil oligonucleótidos):
- Anti D T1:
- 5' cau ggg gag gca gca uua 3'
- AS 9.3t-2:
- 5' cau ggg gag gca gca 3'
- AS 9.3t-3:
- 5' cau ggg gag gca 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes moduladores oligonucleotídicos
están dirigidos a los aptámeros 9.3t y 9.3t-3NT, y
son eficaces en la reversión de su actividad anticoagulante en
plasma humano in vitro (todos son 2'O-metil
oligonucleótidos):
- AS 5-1:
- 5' gca uua cgc ggu aua guc ccc ua 3'
- AS 5-2:
- 5' cgc ggu aua guc ccc ua 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes moduladores oligonucleotídicos
están dirigidos al aptámero 9.3t o al aptámero
9.3t-3NT, y son oligonucleótidos mutantes diseñados
para ensayar aspectos específicos del diseño de los oligonucleótidos
moduladores para estos aptámeros (todos son
2'O-metil oligonucleótidos):
- AS 9.3t-M:
- 5' cau ggg gaa gca 3' (SEC ID Nº 37)
- AS 9.3t-3NOH:
- 5' aug ggg agg ca 3' (SEC ID Nº 38)
- AS 3NT-3M:
- 5' gac aug ggg aag ca 3' (SEC ID Nº 39)
- AS 3NT-3 MT:
- 5' aca aug ggg agg ca 3' (SEC ID Nº 40).
\vskip1.000000\baselineskip
El antídoto oligonucleotídico
5-2C (5' CGC GGU AUA GUC CCC AU) pero no una versión
mezclada de este antídoto oligonucleotídico, 5-2C
scr, ha demostrado revertir de forma eficaz la actividad de los
aptámeros 9.3t y Peg-9.3t in vitro en plasma
humano. Peg-9.3t es 9.3t con un polietilenglicol de
40 KDa unido a su extremo 5' mediante un enlazador.
En estos experimentos, se añadió el aptámero al
plasma (9.3t 50 nM, Peg-9.3t 125 nM) y se dejó
incubar durante 5 minutos. Después se añadieron los antídotos
oligonucleotídicos, y se iniciaron los ensayos de APTT 10 minutos
después de la adición del antídoto. Los resultados se muestran en la
Figura 15.
\vskip1.000000\baselineskip
Se añadieron los aptámeros 9.3t o
Peg-9.3t a plasma humano in vitro a una
concentración final 50 nM para 9.3t o 125 nM para
Peg-9.3t, y se dejaron incubar durante 5 minutos a
37ºC. Después se añadió el antídoto oligonucleotídico
5-2C al exceso molar indicado al aptámero, y se
determinó la actividad residual del aptámero midiendo el tiempo de
coagulación en ensayos de APTT a los tiempos indicados después de la
adición del antídoto. El % de actividad anticoagulante residual es
igual a 1 - la proporción de (T_{aptámero} solo - T_{aptámero}
+ antídoto) a (T_{aptámero} solo - T_{basal}) X 100, donde T =
tiempo de coagulación de APTT.
La duración de la inactivación de la actividad
anticoagulante de Peg-9.3t por el antídoto
oligonucleotídico 5-2C se midió in vitro en
plasma humano. En resumen, se añadió Peg-9.3t a
plasma humano a una concentración final 125 nM y se dejó incubar
durante 5 minutos. Después se añadió el antídoto oligonucleotídico
5-2C a un exceso molar de factor 10, o en un
experimento paralelo se añadió tampón solo en lugar del antídoto
oligonucleotídico, y se midió el tiempo de coagulación en ensayos
de APTT a diversos momentos puntuales después de la adición del
antídoto. El % de actividad anticoagulante residual se determinó
como anteriormente. También se midió el APTT de plasma humano no
tratado en paralelo para establecer un tiempo de coagulación basal
en cada momento puntual. Se descubrió que después de 5 horas de
incubación a 37ºC, el APTT del plasma no tratado empezaba a
aumentar, lo que indica la pérdida de la actividad de formación de
coágulos del plasma, y por tanto el experimento se detuvo a las 5
horas.
Los datos presentados en las Figuras 16 y 17
demuestran la capacidad de controlar de forma rápida y duradera la
actividad anticoagulante del aptámero antagonista de FIXa 9.3t, y
sus derivados, usando antídotos oligonucleotídicos. Juntos, estos
datos demuestran que la aparición de la acción del antídoto es
rápida, que el tiempo necesario para que el antídoto actúe es al
menos en parte dependiente de la concentración de antídoto, y que
una vez que el antídoto ha inactivado el aptámero, este efecto es
duradero.
\vskip1.000000\baselineskip
En la Figura 18A se representa un aptámero
(denominado 11F7t) contra el factor de coagulación Xa que es un
potente anticoagulante in vitro en plasma humano. En la
Figura 18B se representa una versión mutante del aptámero 11F7t,
denominada 11F7tM. Las alteraciones de la identidad de las
posiciones mostradas en la Fig. 18B conducen a una pérdida de
>1300 veces en la afinidad del aptámero mutante por el FXa de
coagulación. Se añadieron concentraciones variables de los
aptámeros 11F7t y 11F7tM a plasma humano in vitro, y después
se midió el tiempo de coagulación en un ensayo de PT (Fig. 19A) o
APTT (Fig. 19B). En la Figura 19, las líneas de puntos indican el
cambio relativo en el tiempo de coagulación de los plasmas que
contienen un 10% o menos del 1% del nivel plasmático normal de FX,
lo que demuestra los potentes efectos anticoagulantes del aptámero
11F7t. Todos los datos están normalizados a la medida inicial para
ese día, de modo que un valor de 1 = ausencia de cambio en el
tiempo de coagulación. El aptámero 11F7t también es un potente
anticoagulante del plasma humano cuando se ensaya en ensayos de
coagulación de PT, como se esperaría para un inhibidor de FXa. El
aptámero mutante, 11F7tM, no mostró actividad anticoagulante ni en
el ensayo de PT ni en el de APTT.
Se exploraron los siguientes antídotos
oligonucleotídicos para la capacidad de revertir la actividad
anticoagulante del aptámero 11F7t in vitro en plasma
humano:
- AO 5-1:
- 5' CUC GCU GGG GCU CUC 3'
- AO 5-2:
- 5' UAU UAU CUC GCU GGG 3'
- AO 3-1:
- 5' AAG AGC GGG GCC AAG 3'
- AO 3-3:
- 5' GGG CCA AGU AUU AU 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 20 muestra las secuencias de 11F7t
para las que estos antídotos oligonucleotídicos son complementarios.
Como se muestra en la Figura 21A, los antídotos oligonucleotídicos
revierten de forma eficaz la actividad del aptámero 11F7t en plasma
humano. En estos experimentos, se añadió el aptámero al plasma
(concentración final 125 nM) y se dejó incubar durante 5 minutos.
Después se añadieron los antídotos oligonucleotídicos, y se
iniciaron los ensayos de APTT 10 minutos después de la adición del
antídoto. Además de los antídotos oligonucleotídicos descritos
anteriormente, también se descubrió que las siguientes secuencias
tienen actividad de antídoto contra el aptámero 11F7t:
- AO 3-2:
- 5' CAA GAG CGG GGC CAA G 3'
- AO 5-3:
- 5' CGA GUA UUA UCU UG 3'.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 21B muestra la caracterización de la
actividad del antídoto 5-2 sobre un intervalo de
concentración mayor de antídoto 5-2, y la
comparación con la actividad de antídoto de una versión de secuencia
mezclada del antídoto 5-2, 5-2scr.
Los datos demuestran potente actividad de reversión del antídoto
5-2, y especificidad de la actividad del antídoto
oligonucleotídico demostrada por la ausencia de actividad de
reversión de AO 5-2scr.
\newpage
Las Figuras 22 y 23 se refieren a la capacidad
de controlar de forma rápida y duradera la actividad anticoagulante
del aptámero antagonista de FXa 11F7t, y sus derivados, usando
antídotos oligonucleotídicos. Juntos, estos datos demuestran que la
aparición de la acción del antídoto es rápida (Fig. 22), que el
tiempo necesario para que el antídoto actúe es al menos en parte
dependiente de la concentración de antídoto (Fig. 22), y que una
vez que el antídoto ha inactivado el aptámero, este efecto es
duradero (Fig. 23). Juntos, estos datos indican que los antídotos
oligonucleotídicos pueden infundirse por vía intravenosa en un ser
humano u otro animal, lo que sería un método potencial para usar
antídotos oligonucleotídicos para modular la actividad de un
aptámero terapéutico. Además, como la actividad del antídoto es
duradera, una vez se ha conseguido el nivel deseado de modulación
del aptámero por el antídoto, puede interrumpirse la infusión del
antídoto, permitiendo que el antídoto residual se elimine del ser
humano o animal. Esto permite el re-tratamiento
posterior del ser humano o animal con el aptámero según sea
necesario.
\vskip1.000000\baselineskip
Para demostrar que los pares
aptámero-antídoto (el aptámero 9.3t y su antídoto
AO5-2c y el aptámero 11F7t y su antídoto
AO5-2) funcionan independientemente entre sí, se
añadieron los aptámeros a plasma humano a 37ºC, como se indica en
la Figura 24, y se dejaron incubar durante 5 minutos. Después se
añadieron los antídotos y se midió la actividad de coagulación 10
minutos después de la adición del antídoto en ensayos de APTT. En
todos los ensayos, se sustituyó el aptámero o el antídoto por tampón
solo en casos en los que se añadió solamente un aptámero o un
antídoto al plasma. Todos los datos se normalizaron a la medida
inicial para ese día, de modo que un valor de 1 = ausencia de cambio
en el tiempo de coagulación.
Comparando la muestra Apt 1 y 2+AD1 con Apt 1
solo y la muestra Apt 1 y 2+AD2 con Apt 2 solo (véase la Fig. 24),
queda claro que la actividad de reversión del antídoto es específica
para el aptámero marcado como diana (por ejemplo, no hubo pérdida
de la actividad Apt 2 en presencia de AD1 y viceversa), y la
actividad del antídoto efectivamente no cambiaba por la presencia
del segundo aptámero.
Estos resultados tienen dos importantes
implicaciones. La primera, demuestran la capacidad de dosificar a
un paciente un ligando de ácido nucleico 1 (por ejemplo, 9.3t),
revertir ese ligando de ácido nucleico con su antídoto
correspondiente, y después re-tratar al paciente con
un segundo ligando de ácido nucleico. La segunda, los resultados
demuestran la utilidad de los pares ligando de ácido
nucleico-antídoto para la validación de dianas, y
el estudio de vías bioquímicas. El antídoto posibilita determinar
que la respuesta observada después de inhibir una proteína diana
con un ligando de ácido nucleico se debe a la inhibición específica
de esa proteína. Además, el antídoto hace posible determinar si la
unión del ligando de ácido nucleico con la proteína diana conduce a
la renovación de la proteína. Por ejemplo, si después de la adición
del antídoto se restaura la actividad proteica completa, sostiene
que no hubo cambio neto en la concentración de proteína como
resultado de la unión del ligando de ácido nucleico.
\vskip1.000000\baselineskip
La capacidad de controlar la actividad
anticoagulante de la heparina con protamina posibilita un
tratamiento más seguro de pacientes que experimentan procedimientos
que requieren un elevado nivel de anticoagulación, en los que el
riesgo de hemorragia después del procedimiento es elevado. Sin
embargo, el \sim3-5% de los pacientes que reciben
heparina desarrollan una respuesta inmunológica inducida por el
fármaco llamada trombocitopenia inducida por heparina (HIT), que
contraindica el tratamiento adicional de estos pacientes con
heparina (Warkentin et al., Thromb Haemost 79:
1-7. (1998)). Este trastorno está caracterizado por
una disminución en el recuento de plaquetas y un riesgo aumentado
de una tromboembolia nueva o recurrente amenazante de la vida y una
extremidad (Warkentin et al., Thromb Haemost 79:
1-7. (1998)). Están disponibles varios
anticoagulantes alternativos, pero ninguno de estos anticoagulantes
puede controlarse por un agente de reversión. Esto limita
significativamente las opciones de tratamiento para pacientes con
HIT, y son comunes las complicaciones hemorrágicas y las
tromboembolias recurrentes aunque experimenten tratamiento
(Greinacher et al., Circulation 99: 73-80.
(1999), Lewis et al., Circulation 103:
1838-1843. (2001)). Por lo tanto, se investigó la
capacidad del aptámero Peg-9.3t y el antídoto
5-2C de servir como par
anticoagulante-antídoto en muestras plasmáticas de
seis pacientes con HIT, tres con enfermedad renal en fase final que
requerían hemodiálisis y por tanto anticoagulación repetida, y tres
con complicaciones tromboembólicas que requerían terapia
anticoagulante. (Los criterios serológicos incluían un ensayo
positivo de agregación plaquetaria inducida por heparina (Ortel
et al., Thromb Haemost 67: 292-296. (1992))
y/o elevados niveles de anticuerpos contra heparina/factor
plaquetario 4 detectados por ELISA (GTI, Inc., Brookfield, WI).
Cinco pacientes cumplían los criterios tanto clínicos como
serológicos; un paciente cumplía los criterios clínicos pero tenía
estudios serológicos negativos.) El aptámero
PEG-9.3t prolongaba los tiempos de coagulación de
APTT del plasma de los seis pacientes, y el antídoto
5-2 era capaz de revertir de forma eficaz esta
actividad anticoagulante a la medida inicial previa al tratamiento
de cada paciente (Fig. 25). De forma importante, dos pacientes que
estaban recibiendo terapia anticoagulante en el momento en que se
tomaron las muestras (el paciente 3 con danaparoide sódico y el
paciente 6 con warfarina), y la adición de PEG-9.3t
al plasma de estos pacientes aumentaba el tiempo de coagulación
sobre la medida inicial de tratamiento y el antídoto
5-2C revertía esta respuesta de nuevo a la medida
inicial de tratamiento, lo que demuestra que en el plasma del
paciente este par fármaco-antídoto puede funcionar
independientemente de un anticoagulante "cargado". Además, el
tratamiento de estas muestras plasmáticas de los pacientes con el
aptámero de control 9.3tM y el antídoto 5-2C no
produjo aumento en el tiempo de coagulación, lo que indica
adicionalmente que los oligonucleótidos de la composición del
aptámero o el antídoto no tienen de forma inherente actividad
anticoagulante significativa.
Se investigó la capacidad del aptámero 11F7t y
su antídoto correspondiente 5-2 de servir como par
anticoagulante-antídoto en muestras plasmáticas de
2 pacientes con HIT, uno con enfermedad renal en fase final que
requería hemodiálisis y por tanto anticoagulación repetida, y uno
con complicaciones tromboembólicas que requería terapia
anticoagulante. El aptámero 11F7t prolongaba los tiempos de
coagulación de APTT del plasma de ambos pacientes, y el antídoto
5-2 era capaz de revertir de forma eficaz esta
actividad anticoagulante a la medida inicial previa al tratamiento
de cada paciente (Fig. 26). De forma importante, estos dos pacientes
estaban recibiendo terapia anticoagulante en el momento en que se
tomaron las muestras (el paciente 3 con danaparoide sódico y el
paciente 6 con warfarina), y la adición de 11F7t al plasma de estos
pacientes aumentaba el tiempo de coagulación sobre la medida inicial
de tratamiento y el antídoto 5-2 revertía esta
respuesta de nuevo a la medida inicial de tratamiento, lo que
demuestra que en el plasma de los pacientes este par
fármaco-antídoto puede funcional independientemente
de un anticoagulante "cargado". Además, el tratamiento de
estas muestras plasmáticas de los pacientes con el aptámero de
control 9.3tM y el antídoto 5-2 no produjo aumento
en el tiempo de coagulación, lo que indica adicionalmente que los
oligonucleótidos de la composición del aptámero o el antídoto no
tienen de forma inherente actividad anticoagulante
significativa.
Claims (30)
1. Un modulador oligonucleotídico que hibrida en
condiciones fisiológicas con un aptámero contra factores de
coagulación, donde dicho aptámero es un ácido nucleico monocatenario
que se une a un factor de coagulación, para revertir de forma
específica y rápida los efectos anticoagulantes y antitrombóticos de
dicho aptámero contra factores de coagulación que está dirigido a
componentes de la vía de coagulación.
2. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 1, donde el modulador se une al aptámero contra
factores de coagulación libre presente en el hospedador.
3. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 1, donde el modulador se une al aptámero contra
factores de coagulación presente en el hospedador en asociación con
el componente de la vía de coagulación de la sangre.
4. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 1, donde el modulador es complementario al
aptámero contra factores de coagulación.
5. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 4, donde el modulador comprende una secuencia
complementaria a 6-25 nucleótidos del aptámero
contra factores de coagulación.
6. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 5, donde el modulador comprende una secuencia
complementaria a 8-20 nucleótidos del aptámero
contra factores de coagulación.
7. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 6, donde el modulador comprende una secuencia
complementaria a 10-15 nucleótidos del aptámero
contra factores de coagulación.
8. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 4, donde el modulador comprende
5-80 nucleótidos.
9. El modulador oligonucleotídico de acuerdo con
la reivindicación 8, donde el modulador comprende
10-30 nucleótidos.
10. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 9, donde el modulador comprende
15-20 nucleótidos.
11. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 4, donde el modulador alberga una sustitución
química.
12. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 11, donde el modulador comprende una
pirimidina sustituida en la posición 5' o un azúcar sustituido en la
posición 2'.
13. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 12, donde el modulador comprende una
sustitución 2'-amino, 2'-fluoro o
2'-O-metilo.
14. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 4, donde el modulador comprende un ácido
nucleico cerrado.
15. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 4, donde el modulador es complementario a una
región monocatenaria de dicho aptámero contra factores de
coagulación.
16. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 15, donde el modulador es complementario a una
región monocatenaria del aptámero contra factores de coagulación y
una región bicatenaria del aptámero contra factores de
coagulación.
17. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 4, donde el aptámero contra factores de
coagulación tiene un tramo final monocatenario.
18. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 17, donde el modulador es complementario al
tramo final monocatenario del aptámero contra factores de
coagulación.
19. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 4, donde el aptámero contra factores de
coagulación y el modulador comprenden
\beta-D-nucleótidos.
20. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 4, donde el modulador se produce en el
hospedador después de la administración al hospedado de una
construcción que comprende una secuencia que codifica el
modulador.
21. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 1, donde el aptámero contra factores de
coagulación es un aptámero contra factores de coagulación
anticoagulante o antitrombótico.
22. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 21, donde el componente de la vía de
coagulación de la sangre es un complejo enzimático de factor tisular
(TF)/factor VIIa (FVIIa), complejo enzimático de factor VIIIa
(FVIIIa)/factor IXa (FIXa), complejo enzimático de factor Va
(FVa)/factor Xa (FXa), gpIIbIIIa, gpIbIX, gpVI, Gas6,
PAI-1 (inhibidor del activador de plasminógeno I),
factor de coagulación XIIIa (FXIIIa), ATIII
(anti-trombina III), factor de coagulación IXa
(FIXa), trombina o factor de coagulación XIa (FXIa).
23. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 1, donde el aptámero contra factores de
coagulación alberga un marcador.
24. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 23, donde el marcador es un marcador
citotóxico.
25. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 23, donde el marcador es un marcador
radiactivo.
26. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 23, donde el marcador es un marcador
detectable.
27. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 1 ó 23, donde el hospedador es un ser
humano.
28. El modulador oligonucleotídico de acuerdo
con la reivindicación 1 ó 23, donde el hospedador es un mamífero no
humano.
29. El modulador oligonucleotídico de la
reivindicación 21, donde el componente de la vía de coagulación de
la sangre es un complejo de factor VIIIa (FVIIIa)/factor IXa
(FIXa).
30. El modulador oligonucleotídico de la
reivindicación 21, donde el componente de la vía de coagulación de
la sangre es el Factor IXa.
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---|---|---|---|
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- 2002-05-28 ES ES02739409T patent/ES2351784T3/es not_active Expired - Lifetime
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