ES2353728T3 - Péptido yy (pyy) para tratar trastornos metabólicos de la glucosa. - Google Patents
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Abstract
Un método in vitro para inducir, potenciar, recuperar o mantener la sensibilidad a glucosa de células o islotes pancreáticos que comprende poner en contacto células o islotes pancreáticos con un péptido YY (péptido PYY), en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácido nucleico que hibrida bajo condición rigurosa, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos idéntica el 70% a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.
Description
Campo de la invención
La invención se refiere a usos para tratar trastornos
metabólicos de la glucosa (por ejemplo, intolerancia a la
glucosa, resistencia a insulina, hiperglucemia,
hiperinsulinemia y diabetes mellitus de tipo II). Las
terapias se basan en el descubrimiento de que el PYY induce
sensibilidad a glucosa en islotes pancreáticos fetales y
adultos.
Antecedentes de la invención
La diabetes es una de las enfermedades crónicas más
frecuentes en los Estados Unidos y una causa importante de
muerte, afectando a más de 400 millones de diabéticos en el
mundo hoy en día. Los cálculos aproximados basados en la
Encuesta nacional de entrevistas de salud de 1993 (NHIS)
indican que la diabetes se ha diagnosticado en el 1% de la
población de EE.UU. de edad <45 años, el 6,2% de aquellos
tienen 45-64 años, y el 10,4% de aquellos tienen >65 años. A
partir de 1995, una estimación de 8 millones de personas en
los Estados Unidos refirió tener esta afección crónica.
Se ha estimado que el coste total de la diabetes en los
Estados Unidos es 92$ billones anuales, que incluye gastos
de productos médicos, hospitalización y el valor de trabajo
perdido. Los costes sustanciales tanto a la sociedad como a
sus ciudadanos son incurridos no sólo por los costes
directos de cuidados médicos para la diabetes, sino también
por los costes indirectos que incluyen productividad perdida
resultante de morbididad relacionada con la diabetes y
mortalidad prematura. Las personas con diabetes están en
riesgo de complicaciones importantes que incluyen
cetoacidosis diabética, enfermedad renal terminal,
retinopatía diabética y amputación. También hay una gran
cantidad de afecciones directamente menos relacionadas tales
como hipertensión, enfermedad cardiaca, enfermedad vascular
periférica e infecciones, para las que las personas con
diabetes tienen un riesgo sustancialmente elevado.
La diabetes mellitus es un grupo heterogéneo de
enfermedades metabólicas que conducen a elevación crónica de
la glucosa en la sangre (hiperglucemia). La diabetes se
caracteriza por la destrucción de islotes pancreáticos o
disfunción que conduce a la pérdida de la regulación de la
glucosa. Los dos tipos principales de diabetes mellitus son
tipo I, también conocida como "diabetes dependiente de
insulina" ("IDDM") o "diabetes de aparición juvenil", y tipo
II, también conocida como "no dependiente de insulina"
("NIDDM") o "diabetes de aparición en la madurez".
La IDDM resulta de una destrucción autoinmunitaria de
células β pancreáticas con la consiguiente pérdida de la
producción de insulina, que produce hiperglucemia. Los
diabéticos de tipo I requieren terapia de sustitución de
insulina para garantizar la supervivencia. Mientras que
medicaciones tales como insulina inyectable e
hipoglucemiantes orales permiten que los diabéticos vivan
más, la diabetes sigue siendo la tercera causa de muerte más
importante, después de enfermedad cardiaca y cáncer. Sin
embargo, estas medicaciones no controlan suficientemente
bien los niveles de azúcar en sangre para evitar la
oscilación entre niveles altos y bajos de azúcar en sangre,
produciendo lesión de los riñones, los ojos y los vasos
sanguíneos. Los datos del Ensayo de control y de
complicaciones de diabetes (DCCT) muestran que el intenso
control de la glucosa en sangre retrasa significativamente
complicaciones de la diabetes tales como retinopatía,
nefropatía y neuropatía en comparación con la terapia
convencional que consiste en una o dos inyecciones de
insulina al día. La terapia intensiva en el DCCT incluyó
inyección múltiple de insulina tres o más veces por día o
infusión de insulina subcutánea continua (CSII) por bomba
externa. Las bombas de insulina son una de una variedad de
soluciones alternativas a las inyecciones diarias múltiples
subcutáneas (MDI) para solucionar la sustitución fisiológica
de insulina.
La diabetes de tipo II se caracteriza por hiperglucemia
en presencia de niveles superiores a los normales de
insulina en plasma (hiperinsulinemia) y representa más del
90% de todos los casos y casi siempre se produce en adultos
con sobrepeso de más de 40 años. La progresión de la
diabetes de tipo II está asociada a aumento de las
concentraciones de glucosa en sangre acoplado a una
disminución relativa en la tasa de secreción de insulina
inducida por glucosa. En la diabetes de tipo II se cree que
los procesos de tejido que controlan el metabolismo de los
carbohidratos tienen una disminución de la sensibilidad por
la insulina y, por tanto, no se producen a partir de una
falta de producción de insulina, sino de una disminución de
la sensibilidad por aumentar los niveles de glucosa en la
sangre y una incapacidad para responder produciendo
insulina. Alternativamente, la diabetes puede resultar de
diversos defectos en la maquinaria molecular que median en
la acción de insulina sobre sus células diana, tal como una
falta de receptores de insulina en sus superficies
celulares. Por tanto, el tratamiento de la diabetes de tipo
II no requiere frecuentemente la administración de insulina,
pero puede basarse en cambios de dieta y de estilo de vida,
aumentada por la terapia con agentes hipoglucemiantes orales
tales como, por ejemplo, sulfonilurea.
La porción endocrina del páncreas está compuesta por los islotes de Langerhans, que aparecen como grupos redondeados de células de islotes incorporadas dentro del páncreas exocrino. Cuatro tipos de células de islotes componen la porción endocrina del páncreas: (1) células alfa (), que constituyen el 20% de las células de islotes, que secretan glucagón, una hormona que aumenta los niveles de azúcar en sangre; (2) células beta (), que secretan insulina, una hormona que reduce los niveles de azúcar en sangre; (3) células delta (), que secretan hormona inhibidora de la hormona de crecimiento (GHIH) o somatostatina, una hormona que inhibe la secreción de insulina y glucagón; y (4) células , o células de
polipéptido pancreático (PP), que sintetizan polipéptido
pancreático. El glucagón actúa sobre varios tejidos para
poner a disposición energía en los intervalos entre las
comidas. En el hígado, el glucagón produce la rotura del
glucógeno y promueve la gluconeogénesis a partir de
precursores de aminoácidos. El polipéptido pancreático
inhibe la secreción exocrina pancreática de bicarbonato y
enzimas, produce la relajación de la vesícula biliar y
disminuye la secreción de bilis. Se sabe que la insulina
produce el almacenamiento de nutrientes en exceso que se
producen durante y poco después de comer. Los principales
órganos diana para la insulina son el hígado, el músculo y
los órganos adiposos especializados para el almacenamiento
de energía.
La célula más abundante en los islotes, que constituyen
el 60-80% de las células, es la célula β productora de
insulina. Las células β del páncreas fetal humano son
diferentes de las células β pancreáticas adultas porque
liberan poca o ninguna insulina en respuesta a glucosa
(véase, por ejemplo, Tuch, B.E. y col. (1992) J. Endocrin.
132:159-67). Esto se ha observado tanto en seres humanos
como en roedores, y la respuesta a insulina retardada se
parece a la glucosa observada en pacientes con diabetes de
tipo II o insulinoma maligno. (Hellerström y Swenne (1991)
Diabetes 40(2):89-93; Tuch y col., anteriormente). No se
cree que la incapacidad de las células β fetales para
producir insulina en respuesta a glucosa sea debida a una
incapacidad para procesar precursores de insulina. Las
células β humanas adultas sintetizan preproinsulina y
convierten ésta en proinsulina (hPI) en el retículo
endoplásmico. Después de esto, la hPI se disocia en insulina
y péptido C mediante una ruta regulada en los gránulos
secretores. La tasa de conversión de hPI en la célula β
adulta es alta, produciendo una baja relación de
hPI:insulina en lo que respecta tanto al contenido como a la
secreción (Gold y col. (1981) Diabetes 30:77-82). Esto
también se observa para células β fetales, sugiriendo que la
inmadurez de las células β no es debida a diferencias en el
almacenamiento y la liberación de proinsulina (Tuch y col.,
anteriormente). La liberación aguda de tanto hPI como de
insulina de la célula β fetal en respuesta a un aumento en
Ca2+ y cAMP sugiere que la célula libera sus productos
secretores mediante una ruta regulada, en vez de una
constitutiva (Rhodes y Halban (1987) J. Cell Biol. 105:14553).
Se cree que la falta de sensibilidad a glucosa en
células β fetales es debida al metabolismo de la glucosa
inmadura. El mecanismo molecular subyacente a la secreción
de insulina inducida por glucosa en células β adultas
implica el cierre de los canales de K+ sensibles a ATP (KATP)
en la membrana plasmática, inhibiéndose así la salida de K+
a través de los canales de K+ATP, conduciendo a la
despolarización de la membrana celular (Jones, P.M. y
Persaud, S.J. (1998) Endocrine Reviews 19(4):429-61;
Mendonca y col., anteriormente; Cook, D.L. y Hales C.N.
(1984) Nature (Londres) 311:271-73). Por consiguiente, la
concentración de Ca2+ citosólica aumenta como resultado de
la despolarización de la membrana y la entrada de Ca2+ por
los canales de Ca2+ de tipo L (sensibles al voltaje). La
glucosa aumenta la concentración intracelular de cAMP y de
reguladores derivados de los fosfolípidos de membrana que
incluyen inositol trifosfato (IP3), diacilglicerinas (DAG),
ácido araquidónico (AA) y ácido fosfatídico (véase Jones y
Persaud, anteriormente). Se ha sugerido que la reducción de
la secreción de insulina en respuesta a glucosa refleja el
desacoplamiento entre el metabolismo de la glucosa y la
despolarización de células de la membrana (Mendonca y col.,
anteriormente). Los estudios indican que el canal de K+
sensible a ATP, aunque esté completamente desarrollado, no
está regulado adecuadamente en la célula β fetal y que la
respuesta secretora deficiente a glucosa puede reflejar un
metabolismo de la glucosa mitocondrial inmadura que produce
una incapacidad para cerrar el canal de K+ sensible a ATP de
otro modo normal (Hellerström y Swenne, anteriormente).
El desarrollo pancreático se produce en etapas
discretas y está regulado por las hormonas endocrinas
producidas por las propias células pancreáticas o por otros
tejidos. En la rata, el primordio pancreático se forma en el
día embrionario ("e") 10,5 ("e10,5") por fusión de las yemas
primordiales pancreáticas dorsales y ventrales que se
producen como protrusiones a partir del endodermo duodenal
(Pictet, R. y Rutter, W.J. (1972) "Development of the
Embryonic Endocrine Pancreas" en D. Steiner y N. Freinkel
(eds.) Handbook of Physiology, The Endocrine Pancreas, vol.
1, sección 8, Am. Physiol. Soc., pág. 25-66; Myrsén-Axcrona,
U. y col. (1997) Regulatory Peptides 68:165-75). Las
hormonas de islotes aparecen secuencialmente en el páncreas
en desarrollo: por ejemplo, el glucagón aparece en e10 en
ratón y e11 en rata, las células productoras de insulina
aparecen en e12, las células productoras de somatostatina
aparecen en e17 (véase Myrsén-Axcrona y col.,
anteriormente). Se cree que las células de islotes
pancreáticos se diferencian en la respuesta a señales
endocrinas a partir de una célula precursora común en los
conductos pancreáticos. En algún momento entre el final de
la etapa fetal de la rata (e21) y las etapas neonatales
(después del nacimiento), las células β fetales adquieren la
capacidad de secretar insulina en respuesta a glucosa. La
respuesta de la insulina a esta edad es monofásica y no está
bloqueada por antagonistas de Ca2+. Un patrón bifásico
evidente de la secreción de insulina en respuesta a glucosa
se detecta sólo 3 días después del nacimiento (Mendonca,
A.C. y col. (1998) Brazilian J. Med. Biol. Res. 31(6):84146). No se conoce el mecanismo por el que este "aumento de
la función" o "aumento de la capacidad de respuesta a
glucosa" se logra, ni han sido identificados o
caracterizados los factores que regulan la maduración y el
aumento de la función. Además, no se conocen los cambios
fisiológicos asociados al aumento de la capacidad de
respuesta a glucosa en células β pancreáticas.
La presente invención se basa en el descubrimiento de
que un factor, "péptido yY" o "PYY" desencadena o aumenta la
función en islotes fetales y de adulto insensibles a glucosa
que conduce a la capacidad de respuesta a glucosa y, por
tanto, proporciona terapias para enfermedades que afectan el
metabolismo de la glucosa tales como diabetes de tipo II.
Resumen de la invención
La presente invención se define en las
reivindicaciones.
La presente invención se refiere al descubrimiento de
que PYY puede inducir y mantener la capacidad de respuesta a
glucosa en islotes pancreáticos fetales y adultos. Por
ejemplo, los inventores muestran que el tratamiento de
islotes de e21 insensibles a glucosa de páncreas de rata
fetal durante cinco días con PYY in vitro indujo la
maduración de los islotes, que entonces respondieron a
glucosa liberando insulina. Los inventores también muestran
que la sensibilización a glucosa puede recuperarse en
islotes adultos mediante tratamiento con PYY, y que la
sensibilización a glucosa puede mantenerse durante más
tiempo en islotes adultos tratados con PYY. Antes de la
presente invención, en la técnica no se habían identificado
previamente factores tróficos o de crecimiento que pudieran
estimular la maduración de islotes.
Se describe un método para alterar el estado
diferenciado de células de islotes pancreáticos que
comprende administrar a los islotes o células β pancreáticos
aislados un péptido PYY o agonista de PYY (por ejemplo, que
imita o potencia) de la actividad de PYY, denominado
colectivamente en este documento "agente terapéutico de
PYY". Según la invención, la administración de un péptido
PYY como se define en las reivindicaciones hace que los
islotes o células sean sensibles a glucosa. Los islotes o
células sensibles a glucosa se estimulan así para producir
insulina cuando se exponen a glucosa. También se describen
métodos para inducir que los islotes expresen marcadores
indicativos de islotes maduros o que las células β expresen
marcadores indicativos de células β maduras poniendo en
contacto los islotes o células β con un agente terapéutico
de PYY. En una realización preferida, los islotes o células
son islotes o células β pancreáticos humanos.
Además, se describen métodos para preparar islotes o
células β pancreáticos sensibles a glucosa que comprendan
administrar a islotes o células β pancreáticos insensibles a
glucosa una cantidad eficaz de una composición que comprende
un agente terapéutico de PYY.
También se describe un método para modificar el
metabolismo de la glucosa en un animal que comprende
administrar al animal una cantidad farmacéuticamente eficaz
de una composición que comprende un agente terapéutico de
PYY y un vehículo farmacéuticamente aceptable con el fin de
potenciar la sensibilidad a glucosa de las células β
pancreáticas. La invención proporciona un uso para tratar
una enfermedad asociada al metabolismo alterado de la
glucosa de una composición que comprende un péptido PYY como
se define en las reivindicaciones y un vehículo
farmacéuticamente aceptable en una cantidad suficiente para
aumentar la sensibilidad a glucosa de células β
pancreáticas.
En otro aspecto, la invención proporciona islotes y
células β diferenciados generados poniendo en contacto
islotes o células sin diferenciar de un organismo vertebrado
con un péptido PYY como se define en las reivindicaciones.
En una realización preferida, la invención proporciona
islotes o células β pancreáticos que secretan insulina en
respuesta a glucosa y un vehículo farmacéuticamente
aceptable adecuado para la administración farmacéutica a un
animal, en el que la composición celular puede secretar
insulina in vivo en respuesta a glucosa.
También se describe un método para tratar una
enfermedad asociada al metabolismo alterado de la glucosa
que comprende administrar a un animal una cantidad
farmacéuticamente eficaz de una composición que comprende
islotes o células β pancreáticos que han aumentado la
sensibilidad a glucosa mediante tratamiento con un agente
terapéutico de PYY según la invención. Por ejemplo, los
islotes o células sensibles a glucosa obtenidos tratando
islotes o células β pancreáticos con un agente terapéutico
de PYY se administran a un animal en una composición que
contiene un vehículo farmacéuticamente aceptable en una
cantidad suficiente para aumentar la sensibilidad a glucosa
del animal. Por ejemplo, la composición de células sensibles
a glucosa tratadas con PYY comprende agentes adicionales
tales como un agente terapéutico de PYY. La composición de
células puede administrarse conjuntamente tanto simultánea,
secuencial como por separado con un agente terapéutico de
PYY. Los usos de la invención pueden ser para tratar una
enfermedad que está asociada a una afección tal como
resistencia a insulina, intolerancia a la glucosa o falta de
sensibilidad a la glucosa, hiperglucemia, obesidad,
hiperlipidemia e hiperlipoproteinemia en un animal. En una
realización preferida, la presente invención se usa para
tratar diabetes mellitus de tipo II.
Los péptidos PYY preferidos incluyen polipéptidos que
se corresponden con una proteína PYY madura. El péptido PYY
es preferentemente un PYY de mamífero, por ejemplo,
codificado por un gen PYY de mamífero e incluso más
preferentemente una proteína PYY humana, por ejemplo, tal
como se representa en SEQ ID NO:2. En ciertas realizaciones,
el péptido PYY será idéntico al menos el 70 por ciento a una
secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO:2, y más
preferentemente al menos el 80, 85, 90 o el 95 por ciento
idéntico. En ciertas realizaciones, el péptido PYY puede
codificarse por un ácido nucleico que se hibrida a SEQ ID
NO:1 bajo condiciones de rigurosidad que incluyen una etapa
de lavado con 2,0 x SSC a 65ºC, e incluso más
preferentemente bajo condiciones de rigurosidad que incluyen
una etapa de lavado con 0,2 x SSC a 65°.
En otra realización preferida, el péptido PYY como se
define en las reivindicaciones va a administrarse a un
animal con un agente que puede inhibir la degradación del
agente terapéutico de PYY tanto simultánea, secuencial como
por separado con el agente terapéutico de PYY. En una
realización preferida, el agente se coadministra con el
agente terapéutico de PYY. Los inhibidores son inhibidores
de dipeptidilpeptidasa. También se describe que el agente se
administra con islotes o células pancreáticos que se habían
hecho sensibles a glucosa mediante tratamiento con un agente
terapéutico de PYY según la invención. Por ejemplo, el
agente se administra con PYY e islotes o células
pancreáticos que se habían hecho sensibles a glucosa
mediante tratamiento con un agente terapéutico de PYY.
También se describe un agente terapéutico de PYY que es
un compuesto que se une a un receptor de PYY tal como el
receptor Y1 de PYY, e imita (agonista) la actividad de PYY.
Tales agentes pueden ser pequeñas moléculas orgánicas, por
ejemplo, que tienen un peso molecular inferior a 7000 uma, y
más preferentemente inferior a 5000 uma, 1000 uma, o incluso
500 uma. Los agonistas pueden usarse para inducir y/o
mantener la sensibilización a glucosa. Los agonistas pueden
usarse para inhibir o suprimir de otro modo la
sensibilización a glucosa, por ejemplo, para tratar
hiperinsulinemia o hiperglucemia.
La invención proporciona un método para mantener la
función normal de islotes pancreáticos (es decir,
sensibilidad a glucosa) en trasplantes de islotes o células
que comprende administrar ex vivo un péptido PYY como se
define en las reivindicaciones. De esta forma, los islotes o
células pancreáticos donantes que van a trasplantarse en un
hospedador animal pueden mantenerse como funcionales con
respecto a su capacidad para responder a glucosa produciendo
insulina. Alternativamente, las células de islotes
pancreáticos pueden ser células β defectuosas autólogas del
hospedador que se tratan con un péptido PYY para
enriquecerlas para células sensibles a glucosa o para
revivir su sensibilidad a glucosa antes de la reimplantación
en el animal.
En otro aspecto adicional, la invención proporciona un
método para identificar un agonista de PYY que comprende
administrar a islotes o células pancreáticos fetales, o
células pancreáticas adultas que son insensibles a glucosa,
una cantidad eficaz de un agente y comparar la respuesta
celular del agente con la respuesta celular a PYY.
En otro aspecto adicional, la invención proporciona un
método para cribar una biblioteca de ADN para la presencia
de un gen que codifica un agonista de PYY. Por ejemplo, una
mezcla de oligonucleótidos sintéticos puede ligarse
enzimáticamente a secuencias de genes de forma que el
conjunto degenerado de posibles secuencias de PYY sea
expresable como polipéptidos individuales, o
alternativamente como un conjunto de proteínas de fusión más
largas (por ejemplo, para la expresión en fago) que contiene
el conjunto de secuencias de PYY en su interior.
También se describe en este documento un ensayo
diagnóstico para evaluar si un paciente que se sospecha que
tiene un trastorno metabólico de la glucosa tiene o no un
defecto en sus funciones de PYY. Por ejemplo, el ensayo
puede detectar niveles de PYY en suero u otro fluido
corporal. El ensayo puede detectar mutaciones del gen PYY,
por ejemplo, que efectúa la secreción, semivida en suero o
potencia de la proteína codificada. El método objetivo puede
usarse para determinar si un paciente tiene un gen PYY que
lleva una mutación en la secuencia de la señal de secreción
que disminuye el nivel de secreción de la proteína.
En otra realización más, la invención proporciona un
animal vertebrado no humano transgénico en el que las rutas
inductivas de PYY son inhibidas en uno o más tejidos de
dicho animal mediante la interrupción de un gen que codifica
PYY.
La práctica de la presente invención empleará, a menos
que se indique de otro modo, técnicas convencionales de
biología celular, cultivo celular, biología molecular,
biología transgénica, microbiología, ADN recombinante e
inmunología que están dentro de la habilidad de la materia.
Tales técnicas se describen en la bibliografía. Véanse, por
ejemplo, Molecular Cloning A Laboratory Manual, 2ª ed.,
Sambrook, Fritsch y Maniatis (eds.) (Cold Spring Harbor
Laboratory Press: 1989); DNA Cloning, volúmenes I y II (D.
N. Glover ed., 1985); Oligonucleotide Synthesis (M. J. Gait
ed., 1984); Mullis y col., la patente de EE.UU. nº:
4.683.195; Nucleic Acid Hybridization (B. D. Harnes & S. J.
Higgins, eds., 1984); Transcription And Translation (B. D.
Hames & S. J. Higgins, ads., 1984); Culture Of Animal Cells
(R. I. Freshney, Alan R. Liss, Inc., 1987); Immobilized
Cells and Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical
Guide To Molecular Cloning (1984); el tratado Methods In
Enzymology (Academic Press, Inc., N.Y.); Gene Transfer
Vectors For Mammalian Cells (J. H. Miller y M. P. Calos,
eds., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Methods In
Enzymology, vol. 154 y 155 (Wu y col., eds.), Immunochemical
Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer y Walker, eds.,
Academic Press, Londres, 1987); Handbook of Experimental
Immunology, volúmenes I-IV (D. M. Weir y C. C. Blackwell,
eds., 1986); Manipulating the Mouse Embryo, (Cold Spring
Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1986).
Otras características y ventajas de la invención serán
evidentes de las siguientes figuras, descripción detallada y
de las reivindicaciones.
Figura 1: Efecto de IBMX sobre la liberación de
insulina en páncreas de e21/P0.
Figura 2: Entrada de calcio estimulada por IBMX en
islotes de e21.
Figura 3A y 3B:PYY induce la maduración de islotes fetales.
- Figura 4:
- El efecto de PYY sobre islotes de e21
- depende del tiempo.
- Figura 5:
- El efecto de PYY sobre islotes de e21
- depende de la dosis.
Figura 6: Efecto de PYY sobre islotes adultos.
Figura 7: El efecto de PYY sobre el aumento de la
capacidad de respuesta a glucosa requiere la
activación de la transcripción de genes.
Figura 8: El efecto de la actinomicina D no está
mediado por la reducción del contenido de
insulina en islotes.
Figura 9: La presencia de PYY no afecta la tasa de
secreción basal.
Figura 10: Efecto de PYY sobre la restablecimiento de
la respuesta a glucosa en islotes de rata
adulta.
Descripción detallada de la invención
(i) Visión general de la invención
Ahora se han identificado las señales hormonales
requeridas y el momento de tiempo en el que tiene lugar la
señalización hormonal durante el desarrollo fetal para la
maduración de células β del páncreas (es decir, aumento de
la capacidad para producir insulina en respuesta a glucosa).
El desarrollo de islotes pancreáticos avanza mediante etapas
durante la gestación fetal que son puntuadas por
transiciones discretas. El periodo inicial es un estado
protodiferenciado que se caracteriza por el compromiso de
células madre pluripotentes con el linaje de células de
islotes como se ha manifestado por la expresión de insulina
y glucagón.
La invención se refiere al descubrimiento de que el
tratamiento de islotes fetales con péptido YY (PYY) in vitro
produjo la maduración de los islotes insensibles a glucosa a
islotes maduros que respondieron a glucosa liberando
insulina. Significativamente, también se ha mostrado que el
PYY restablece la sensibilidad a glucosa en islotes adultos
pancreáticos que de otro modo han perdido la capacidad de
secretar insulina en respuesta a glucosa (Figura 6). Estos
hallazgos indican que los agonistas de PYY pueden usarse
para inducir la formación de tejido pancreático sensible a
glucosa tanto ex vivo como in vivo a partir de poblaciones
de células progenitoras. Asimismo, los hallazgos perfectos
demuestran que los agonistas de PYY pueden usarse para
mantener o prolongar de otro modo el tiempo que las células
β son sensibles a glucosa, además de restablecer la
sensibilidad a glucosa en las células β.
En un aspecto, el presente descubrimiento proporciona
reactivos y métodos para generar células sensibles a glucosa
a partir de células progenitoras pancreáticas. En otras
realizaciones, el método objeto puede usarse para
restablecer o mantener la sensibilidad a glucosa en islotes
pancreáticos cultivados u otras células pancreáticas, en
particular islotes o células pancreáticos que están siendo
preparadas para el trasplante en un animal, preferentemente
un ser humano. Se describe un método que puede usarse para
evitar la pérdida de células pancreáticas sensibles a
glucosa in vivo.
En general, la invención se refiere a métodos in vitro
para regular (inducir o mantener) islotes pancreáticos
sensibles a glucosa o células β aisladas mediante el uso de
un péptido PYY como se define en las reivindicaciones. La
administración de un péptido PYY mediante el método objeto
puede hacer que las células pancreáticas tratadas adquieran
sensibilidad a glucosa, enriqueciéndose así un islote o
población de células β en células β sensibles a glucosa, o
inducirán islotes o células que han perdido la capacidad
para responder a glucosa para recuperar la sensibilidad a
glucosa.
Un péptido PYY puede administrarse in vivo a un sujeto
en una composición farmacológicamente aceptable o puede
administrarse ex vivo a islotes o líneas celulares
cultivados. En el caso de material de trasplante (es decir,
islote pancreático o células β tratadas con PYY), las
células pueden administrarse a un animal con el péptido PYY,
sólo o en combinación con otros agentes como se define en
las reivindicaciones que pueden potenciar el efecto de un
péptido PYY.
El animal o los islotes o células pancreáticos del
mismo pueden tratarse con factores que pueden inducir o
potenciar la producción por las propias células de islotes
de otros factores que pueden potenciar la sensibilidad a
glucosa inducida por PYY. Por ejemplo, el gen de insulina
contiene múltiples elementos que actúan en cis (es decir,
elementos potenciadores y represores sensibles a glucosa)
que contribuyen a la actividad basal, especificidad de
tejido y respuesta metabólica del promotor de insulina
(Sander, M. y col., (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
95:11572-77; Odagiri, H. y col. (1996) J. Biol. Chem.
271:1909-1915). Sander y col. han demostrado que un elemento
sensible a glucosa que hace de potenciador en islotes
primarios de rata fetal y adulta cultivados hace de represor
tanto en células tumorales de células β completamente
desarrolladas como en células β de hiperplasia a partir de
células hiperplásicas pretumorigénicas (es decir, líneas
celulares diferenciadas y desdiferenciadas,
respectivamente), sugiriendo diferencias fundamentales en la
regulación del gen de insulina entre células β
inmortalizadas y células de islotes nativos. Sander y col.
encontraron que un complejo sensible a glucosa distinto que
se une al elemento potenciador sensible a glucosa se
encontró sólo en células de islotes cultivadas y que estas
diferencias podrían explicar la ausencia de un represor en
células β primarias cultivadas, permitiendo quizás que un
activador ubicuo funcione o que un activador que está
presente sólo en células de islotes primarias, anule el
efecto de un represor ubicuo. Por tanto, los efectos del
tratamiento de células β con PYY podrían potenciarse por el
tratamiento simultáneo con agentes que alteran los niveles
de tales factores (por ejemplo, factores de transcripción) u
otros factores que participan en la regulación del gen de
insulina en respuesta a glucosa.
Alternativamente, los islotes o células pancreáticos pueden tratarse con factores que pueden producir o potenciar la producción por otros tipos de células de otros factores que pueden potenciar sensibilidad a glucosa inducida por PYY. Por ejemplo, células , o PP pueden estimularse por PYY para producir factores que pueden alterar la expresión génica o el metabolismo de la glucosa en un animal.
Los agonistas de los receptores de PYY también pueden
identificarse usando la presente invención. PYY pertenece a
la familia de péptidos llamada la "familia de PP", otros
miembros de la cual incluyen NPY y PP. Se han clonado varios
subtipos de receptores de la familia de PP. Todos estos
contienen varios dominios transmembranarios y pertenecen a
la superfamilia acoplada a proteína G de receptores. La
familia de receptores de PP incluye Y1-R, Y2-R, Y3-R, Y4-R,
Y5-R y Y6-R, diferenciándose cada receptor en las
propiedades de unión y distribución de tejido e identidad de
secuencias (Jackerott, M. y Larsson, L.I. (1997) Endocrinol.
138:5013-18). Y1, Y2, Y5 y Y6, por ejemplo, se unen a
fragmentos del extremo C de PYY y NP Y3-36 y PYY3-36. Para
una revisión véase Gehlert D.R. (1998) Proc. Soc. Exp. Biol.
Med. 218(1):7-22. Se han descrito agonistas endógenos de los
receptores de PYY que se producen naturalmente (por ejemplo,
PYY1-36 y NPY1-36).
Alternativamente, los factores que pueden aumentar la
expresión del receptor de PYY en células pancreáticas
también pueden administrarse a un sujeto o a islotes o
células ex vivo para potenciar el efecto de sensibilidad a
glucosa de PYY (véase por ejemplo, Holliday, N. D. y Cox, H.
M. (1996) Br. J. Pharmacol. 119(2):321-9). El aumento de los
niveles de receptores de PYY potenciaría adicionalmente el
efecto de un agente terapéutico de PYY sobre células β
pancreáticas. Además, el número de receptores de PYY en
células β pancreáticas puede aumentarse mediante la
introducción de vectores recombinantes que comprenden
secuencias de ADN que codifican un receptor de PYY. Aunque
se prefieren los receptores P2 y P5, pueden inducirse o
introducirse P1, P3, P4 y P6 u otro receptor de PYY
específico.
Alternativamente, los agentes que pueden potenciar el
transporte o la fosforilación de glucosa (por ejemplo, el
regulado por la expresión de glucocinasa) pueden
administrarse conjuntamente con el agente terapéutico de PYY
(véase, por ejemplo, Schuit, F. C. (1996) Horm. Res. 46:99106). Todavía más, se ha encontrado que el nivel de
expresión del transportador de glucosa GLUT2 se reduce en
modelos animales de diabetes y la transfección de GLUT2 en
líneas celulares puede conferir sensibilidad a glucosa en
las células, o ratones transgénicos con GLUT2 regulado por
disminución en células β o ratas diabéticas (Thorens, B. y
col. (1990) Proc. Acad. Sci, USA 87: 6492-96; Hughes, S. D.
y col. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:688-92; Valera y
col. (1994) J. Biol. Chem. 269:28543-46; Johnson, D. y col.
(1990) Science 250:546-49). La introducción de un gen GLUT-2
en una línea celular AtT-20ins pituitaria no pancreática
confirió la liberación de insulina estimulada por glucosa,
la potenciación de glucosa de secretagogos de no glucosa y
un aumento en el contenido de insulina (Hughes y col.,
anteriormente) y el restablecimiento de la expresión de
GLUT-2 confiere sensibilidad a glucosa y aumento de la
actividad de glucocinasa en células de insulinoma de rata
(RIN) (Ferber, S. y col. (1994) J. Biol. Chem.
269(15):11523-29).
Antes del trasplante, las células de islotes
pancreáticos donantes se cultivan, lo que produce la pérdida
de su capacidad para secretar insulina en respuesta a
glucosa. Los métodos proporcionados en este documento
proporcionan medios para mantener las células pancreáticas
cultivadas como células β sensibles a glucosa funcionalmente
maduras que continúan produciendo insulina.
Alternativamente, los cultivos de células pancreáticas que
han perdido su sensibilidad a glucosa pueden restablecer
células sensibles a glucosa mediante la presente invención.
La invención proporciona usos como se definen en las
reivindicaciones para tratar enfermedades asociadas al
metabolismo alterado o defectuoso de glucosa, por ejemplo,
en enfermedades que se caracterizan por una incapacidad para
responder al aumento o la disminución de niveles de glucosa
o sus subproductos en la sangre. El descubrimiento de que el
PYY potencia o restablece la sensibilidad a glucosa
proporciona numerosas estrategias para restablecer o
aumentar la producción de insulina en un animal,
preferentemente en seres humanos.
En otra realización, los agonistas de PYY pueden
identificarse mediante los métodos de la invención mediante
comparación de tratamiento de células insensibles a glucosa
(por ejemplo, islotes fetales o células β o islotes adultos
insensibles o células β con factores de prueba y comparando
sus efectos con los efectos provocados con PYY. La invención
proporciona métodos para cribar bibliotecas de proteínas,
péptidos o ADN para la presencia de un gen que codifica un
agonista de PYY según métodos conocidos en la técnica.
También se describe que las enfermedades asociadas al
metabolismo alterado de la glucosa pueden tratarse
administrando una cantidad farmacéuticamente eficaz de
células β pancreáticas tratadas con PYY (que han obtenido
sensibilidad a glucosa). Por ejemplo, las células sensibles
a glucosa se administran a un animal en una composición que
contiene un vehículo farmacéuticamente aceptable. Por
ejemplo, la composición de células sensibles a glucosa
comprende además otros factores que pueden aumentar la
secreción de insulina, tal como un agente terapéutico de
PYY.
Alternativamente, la composición puede administrarse
conjuntamente tanto simultánea, secuencial como por separado
con un inhibidor de proteasa que prolonga la semivida en
suero de un agente terapéutico de PYY, por ejemplo, tal como
un inhibidor de dipeptidilpeptidasa. En una realización
preferida, el inhibidor de dipeptidilpeptidasa es un
inhibidor de DPIV. La composición de células puede
administrarse tanto simultánea, secuencial como por separado
con los factores adicionales. El método puede usarse para
tratar una enfermedad que está asociada a una afección tal
como resistencia a insulina, intolerancia a la glucosa o
falta de sensibilidad a la glucosa, hiperglucemia, obesidad,
hiperlipidemia y hiperlipoproteinemia en un animal.
En una realización preferida, el péptido PYY induce
sensibilidad a glucosa en una célula insensible del linaje
pancreático. En otra realización preferida, el péptido PYY
potencia la sensibilidad a glucosa produciendo la maduración
de células progenitoras pancreáticas. En otra realización
preferida, el péptido PYY potencia la sensibilidad a glucosa
en una célula β pancreática parcialmente intolerante a
glucosa o que expresa baja insulina de un animal posparto.
En todavía otra realización preferida, el péptido PYY
recupera la sensibilidad a glucosa en células pancreáticas
defectuosas de un animal posparto.
En otro aspecto, la invención proporciona células β
diferenciadas generadas en cultivo celular poniendo en
contacto una célula sin diferenciar de un organismo
vertebrado con un péptido PYY. En una realización preferida,
la invención proporciona células β pancreáticas que secretan
insulina en respuesta a glucosa para uso en trasplante y un
vehículo farmacéuticamente aceptablemente adecuado para la
administración farmacéutica a un animal, en el que la
composición celular puede secretar insulina in vivo en
respuesta a glucosa.
La memoria descriptiva describe adicionalmente un
método para generar conjuntos de mutantes combinatorios de
proteínas PYY, además de bibliotecas de mutantes de
truncamiento, y es especialmente útil para identificar
posibles secuencias variantes (por ejemplo, homólogos o
análogos) que son funcionales en la unión a un receptor para
proteínas PP y que altera la sensibilidad a glucosa de
islotes o células pancreáticos. El fin de cribar tales
bibliotecas combinatorias es generar, por ejemplo, novedosos
homólogos o análogos de PYY que son tanto agonistas como
antagonistas, o alternativamente poseen actividades
completamente novedosas. Para ilustrar, los homólogos o
análogos de PYY pueden manipularse mediante el presente
método para proporcionar una unión más eficaz a un receptor
relacionado, todavía conservan al menos una parte de una
actividad asociada a PYY. Por tanto, los homólogos
combinatoriamente derivados pueden generarse fácilmente para
tener un aumento de la potencia con respecto a una forma de
la proteína que se produce naturalmente. Asimismo, los
homólogos o análogos de PYY pueden generarse mediante la
presente solución combinatoria para hacer de antagonistas
porque pueden imitar, por ejemplo, la unión a otros
componentes de la matriz extracelular (tales como
receptores), todavía no inducen ninguna respuesta biológica,
inhibiendo así la acción de agentes terapéuticos de PYY
auténticos. Además, la manipulación de ciertos dominios de
PYY por el presente método puede proporcionar dominios más
adecuados para uso en proteínas de fusión tales como una que
incorpora porciones de otras proteínas que se derivan de la
matriz extracelular y/o que se unen a los componentes de la
matriz extracelular.
En un aspecto de este método, las secuencias de
aminoácidos para una población de homólogos, análogos u
otras proteínas relacionadas de PYY están alineadas,
preferentemente para promover la mayor homología posible.
Una población de variantes tal puede incluir, por ejemplo,
homólogos de PYY de una o más especies que pueden inducir
sensibilidad a glucosa. Los aminoácidos que aparecen en cada
posición de las secuencias alineadas se seleccionan para
crear un conjunto degenerado de secuencias combinatorias. La
biblioteca variegada de variantes de PYY puede generarse
mediante mutagénesis combinatoria al nivel de ácidos
nucleicos, y está codificado por una biblioteca de genes
variegada. Por ejemplo, una mezcla de oligonucleótidos
sintéticos puede ligarse enzimáticamente a secuencias de
genes de forma que el conjunto degenerado de posibles
secuencias de PYY sea expresables como polipéptidos
individuales, o alternativamente como un conjunto de
proteínas de fusión más grandes (por ejemplo, para la
expresión en fago) que contiene el conjunto de secuencias de
PYY en su interior.
En otra realización más, la invención proporciona un
animal vertebrado no humano transgénico en el que las rutas
inductivas de PYY están inhibidas en uno o más tejidos de
dicho animal mediante la interrupción de un gen que codifica
un péptido PYY como se define en las reivindicaciones.
En una realización preferida, las células progenitoras
son inducibles para diferenciarse en células β pancreáticas.
Las células β pancreáticas objeto se estimulan para ser
sensibles a glucosa y para producir insulina en respuesta a
glucosa. Las células β pancreáticas objeto también pueden
caracterizarse basándose en marcadores antigénicos
específicos u otros marcadores que pueden expresarse sobre
la superficie celular, por ejemplo, integrinas, lectinas,
gangliósidos o transportadores, o basándose en morfología
celular específica. Todas estas técnicas son conocidas y
están disponibles para un experto en la materia. Tales
células β pancreáticas pueden caracterizarse en ciertas
circunstancias por la expresión de uno o más de: factores de
transcripción de tipo homeodominio tales como STF-1; gen(es)
PAX tal(es) como PAX6; PTF-1; hXBP-1; gen(es) HNF; vilina;
tirosina hidroxilasa; insulina; glucagón; y/o neuropéptido
Y.
En una realización preferida, el animal objeto de la
invención es un mamífero, preferentemente un ser humano.
(ii) Definiciones
Por comodidad, aquí se recogen ciertos términos
empleados en la memoria descriptiva, ejemplos y
reivindicaciones adjuntas.
El término "agonista" como se usa en este documento
pretende referirse a un agente que regula por incremento
(por ejemplo, imita, potencia o intensifica) al menos una
bioactividad de PYY. Un agonista de PYY puede ser una
proteína PYY natural o derivado de la misma que tiene al
menos una bioactividad de una proteína PYY natural o
peptidomimético PYY que hace de agonista de (por ejemplo,
imita) la actividad de PYY. Un agonista de PYY también puede
ser un compuesto que regula por incremento la expresión de
un gen PYY o que aumenta al menos una bioactividad de una
proteína PYY. Por tanto, un agonista de PYY incluye aquellos
agentes que regulan por incremento la producción y/o
secreción de insulina en respuesta a glucosa. Un agonista
también puede ser un compuesto que aumenta la interacción de
un polipéptido PYY con otra molécula, por ejemplo, un
receptor de la familia de PP, o que imita la unión a y la
distorsión de un receptor de PYY por PYY nativo. Otro
agonista ilustrativo es un compuesto que potencia la unión
de un PYY o factor de transcripción del receptor de PYY a la
región en la dirección 5’ de un PYY o gen de receptor de
PYY, o de un factor de transcripción del gen de insulina a
la región en la dirección 5’ de un gen de insulina,
potenciándose así la síntesis de la proteína de insulina. Un
agonista también puede ser un compuesto que regula por
incremento la expresión de un PYY o gen de insulina o que
aumenta la cantidad de PYY o proteína de insulina presente,
por ejemplo, aumentando la síntesis de proteínas o
disminuyendo la reposición de proteínas. Además, un agonista
de PYY puede ser un inhibidor de antagonistas de PYY.
Las "células " se encuentran en los islotes de Langerhans en el páncreas. Las células alfa secretan glucagón, una hormona que tiene efectos opuestos a los de la insulina (aumenta los niveles de glucosa en sangre).
El término "nivel de glucosa en sangre" se refiere a la
concentración de glucosa en sangre. El nivel normal de
glucosa en sangre (euglicemia) es aproximadamente 120 mg/dl.
Este valor fluctúa nada menos que 30 mg/dl en no diabéticos.
Como se usa en este documento, el término "animal" se
refiere a vertebrados, preferentemente mamíferos, y lo más
preferentemente a seres humanos. Asimismo, un "paciente" o
"sujeto" que va a tratarse mediante el método de la
invención puede significar tanto un animal humano como no
humano.
El término "antagonista" como se usa en este documento
pretende referirse a un agente que regula por disminución
(por ejemplo, suprime o inhibe) al menos una bioactividad de
PYY. Un antagonista de PYY puede ser un compuesto que inhibe
o disminuye la interacción entre una proteína de PYY y otra
molécula, por ejemplo, un receptor de PYY. Alternativamente,
un antagonista preferido es un compuesto que inhibe o
disminuye la unión de un PYY o factor de transcripción del
receptor de PYY a la región en la dirección 5’ de un PYY o
gen de receptor de PYY, o de un factor de transcripción de
gen de insulina a la región en la dirección 5’ de un gen de
insulina, bloqueando así la síntesis de la proteína de
insulina. Un antagonista también puede ser un compuesto que
regula por disminución la expresión de un PYY o gen de
insulina o que reduce la cantidad de PYY o proteína de
insulina presente, por ejemplo, disminuyendo la síntesis de
proteínas o aumentando la reposición de proteínas. El
antagonista de PYY puede ser una forma negativa dominante de
un polipéptido PYY. El antagonista de PYY también puede ser
un ácido nucleico que codifica una forma negativa dominante
de un polipéptido PYY, un ácido nucleico de sentido
contrario de PYY o una ribozima que puede interactuar
específicamente con un ARN de PYY. Todavía otros
antagonistas de PYY son moléculas que se unen a un
polipéptido PYY o su receptor e inhiben su acción. Tales
moléculas incluyen péptidos, anticuerpos y moléculas
pequeñas.
Los términos "célula β" o "célula β pancreática" son
indistintos como se usan en este documento y se refieren a
células en los islotes pancreáticos que son de la línea de
células que produce insulina en respuesta a glucosa. Las
células β se encuentran en los islotes de Langerhans en el
páncreas. Las células beta secretan insulina de una forma
regulada en respuesta a niveles de glucosa en sangre. En
diabetes mellitus de tipo I o dependiente de insulina
(IDDM), las células beta se destruyen mediante un método
autoinmunitario. Como el cuerpo ya no puede producir
insulina endógena, se requieren inyecciones de insulina
exógena para mantener los niveles normales de glucosa en
sangre.
"Actividad biológica" o "bioactividad" o "actividad" o
"función biológica", que se usan indistintamente con los
fines en este documento, significa una función efectora o
antigénica que es realizada directa o indirectamente por un
agente terapéutico de PYY (tanto si está en su conformación
nativa como desnaturalizada), o mediante cualquier
subsecuencia del mismo. Las actividades biológicas incluyen
unión a un ácido nucleico diana, por ejemplo, una región en
la dirección 5’ de un gen, que está regulada por un factor
de transcripción inducido por PYY. Una bioactividad de PYY
puede modularse afectando directamente un polipéptido de
PYY. Alternativamente, una bioactividad de PYY puede
modularse modulando el nivel de un polipéptido de PYY, tal
como modulando la expresión de un gen PYY o modulando la
reposición de la proteína de PYY.
Como se usa en este documento, el término "composición
celular" se refiere a una preparación de células,
preparación que puede incluir, además de las células,
componentes no celulares tales como medios de cultivo
celular, por ejemplo, proteínas, aminoácidos, ácidos
nucleicos, nucleótidos, coenzimas, antioxidantes, metales y
similares. Además, la composición celular puede tener
componentes que no afectan el crecimiento ni viabilidad del
componente celular, pero que se usan para proporcionar las
células en un formato particular, por ejemplo, como matriz
polimérica para encapsulación o una preparación
farmacéutica.
El término "medio de cultivo" es reconocido en la
materia y se refiere generalmente a cualquier sustancia o
preparación usada para el cultivo de células vivas. Por
consiguiente, un "cultivo de tejido" se refiere al
mantenimiento o al crecimiento de tejido, por ejemplo,
explantes de primordios de órganos o de un órgano adulto ex
vivo de manera que se preserve su arquitectura y función. Un
"cultivo celular" se refiere a un crecimiento de células ex
vivo o in vitro; aunque las células proliferan, no se
organizan en el tejido por sí mismas.
Las preparaciones de cultivo de tejido y de células de
los explantes de microórganos objeto y poblaciones de
células progenitoras o β amplificadas pueden tomar una
variedad de formas. Por ejemplo, un "cultivo en suspensión"
se refiere a un cultivo en el que las células se multiplican
mientras que están suspensas en un medio adecuado. Asimismo,
un "cultivo de flujo continuo" se refiere al cultivo de
células o explantes ductales en un flujo continuo de medio
fresco para mantener el crecimiento celular, por ejemplo, la
viabilidad. El término "medios acondicionados" se refiere al
sobrenadante, por ejemplo, libre de las células
cultivadas/tejido resultantes después de un periodo de
tiempo en contacto con las células cultivadas de forma que
el medio ha sido alterado para incluir ciertos factores
paracrinos y/o autocrinos producidos por las células y
secretados en el cultivo.
El término "inhibidor de DPIV" como se denomina en este
documento incluye inhibidores de proteasa, preferentemente
inhibidores de serina proteasa, tales como ácidos
peptidilborónicos (boroProlina), peptidilaldehídos, haluros
de peptidilclorometilo y similares.
Por "intensificación de la diferenciación de una
célula" se indica el acto de aumentar el grado de
adquisición o posesión de una o más características o
funciones que se diferencian de las de la célula original
(es decir, especialización de células). Esto puede
detectarse cribando un cambio en el fenotipo de la célula
(por ejemplo, identificando cambios morfológicos en la
célula y/o marcadores de superficie sobre la célula).
Por "intensificación de la supervivencia o
mantenimiento de una célula" se engloba la etapa de aumentar
el grado de posesión de una o más características o
funciones que son las mismas que las de la célula original
(es decir, mantenimiento del fenotipo de células).
El término "explante" se refiere a una parte de un
órgano extirpado del cuerpo y cultivado en un medio
artificial.
La afección de "hiperglucemia" (azúcar alta en sangre)
es una afección en la que el nivel de glucosa en sangre es
demasiado alto. Normalmente, la hiperglucemia se produce
cuando el nivel de glucosa en sangre sube por encima de 180
mg/dl. Los síntomas de la hiperglucemia incluyen micción
frecuente, sed excesiva y, durante un largo periodo de
tiempo, pérdida de peso.
Por otra parte, "hipoglucemia" (azúcar baja en sangre)
es una afección en la que el nivel de glucosa en sangre es
demasiado bajo. Normalmente, la hipoglucemia se produce
cuando el nivel de glucosa en sangre se encuentra por debajo
de 70 mg/dl. Los síntomas de la hipoglucemia incluyen
depresión, insensibilidad de las extremidades (especialmente
en las manos y los brazos), confusión, temblor o mareo. Como
esta afección se produce cuando hay un exceso de insulina
con respecto a la cantidad de glucosa disponible, algunas
veces se denomina en lo sucesivo una reacción a insulina.
El término "intolerancia a la glucosa" se usa para
describir una persona que, cuando se somete a una prueba de
tolerancia a la glucosa, tiene un nivel de glucosa en sangre
que se encuentra entre el normal y el hiperglucémico. Una
persona tal tiene un mayor riesgo de desarrollar diabetes,
aunque no se considera que tenga diabetes.
Como se usa en este documento, el término "gen" o "gen
recombinante" se refiere a un ácido nucleico que comprende
un marco de lectura abierto que codifica un polipéptido de
la presente invención, que incluye tanto secuencias de
exones como (opcionalmente) de intrones. Un "gen
recombinante" se refiere a ácido nucleico que codifica tales
polipéptidos reguladores que puede incluir opcionalmente
secuencias de intrones que se derivan ambas de un ADN
cromosómico.
Los términos "insensible a glucosa" o "falta de
sensibilidad a la glucosa" como se usan en este documento
describen tanto la completa incapacidad de células, islotes
o animales para responder a un tratamiento con o la
administración de glucosa como la disminución de la
sensibilidad a glucosa (por ejemplo, por células que no
producen niveles suficientes de insulina en respuesta a
glucosa o que requieren niveles significativamente mayores
de glucosa para responder a niveles normales).
Como se usa en este documento, "ADN heterólogo" o
"ácido nucleico heterólogo" incluye ADN que no se produce
naturalmente como parte del genoma en el que está presente o
que se encuentra en una localización o localizaciones en el
genoma que se diferencia(n) de en la(s) que se produce en la
naturaleza. El ADN heterólogo no es endógeno a la célula en
la que se introduce, sino que ha sido obtenido a partir de
otra célula. General, aunque no necesariamente, tal ADN
codifica ARN y proteínas que normalmente no son producidas
por la célula en la que se expresa. El ADN heterólogo
también puede denominarse en lo sucesivo ADN extraño.
Cualquier ADN que un experto en la materia reconocería o
consideraría como heterólogo o extraño a la célula en la que
se expresa está englobado en este documento por ADN
heterólogo.
El término "célula comprometida a linaje" se refiere a
una célula progenitora que ya no es pluripotente, pero que
ha sido inducida para diferenciarse en un tipo de célula
específica, por ejemplo, una célula pancreática, hepática o
intestinal.
Como se usa en este documento, el término "ácido
nucleico" se refiere a polinucleótidos tales como ácido
desoxirribonucleico (ADN) y, cuando corresponda, ácido
ribonucleico (ARN). También debería entenderse que el
término incluye como equivalentes análogos de tanto ARN como
ADN preparado a partir de análogos de nucleótidos y, como
puede aplicarse a la realización que se describe,
polinucleótidos monocatenarios (tales como de sentido
directo o de sentido contrario) y bicatenarios.
El término "órgano" se refiere a dos o más capas
adyacentes de tejido cuyas capas de tejido mantienen alguna
forma de interacción célula-célula y/o célula-matriz para
formar una microarquitectura.
El término "páncreas" es reconocido en la técnica y se
refiere generalmente a una glándula grande, alargada,
racemosa situada transversalmente detrás del estómago, entre
el bazo y el duodeno. La función exocrina pancreática, por
ejemplo, secreción externa, proporciona una fuente de
enzimas digestivas. De hecho, la "pancreatina" se refiere a
una sustancia del páncreas que contienen enzimas,
principalmente amilasa, proteasa y lipasa, sustancia que se
usa como ayuda digestiva. La porción exocrina está compuesta
por varias células serosas que rodean una luz. Estas células
sintetizan y secretan enzimas digestivas tales como
tripsinógeno, quimotripsinógeno, carboxipeptidasa,
ribonucleasa, desoxirribonucleasa, triacilglicerol lipasa,
fosfolipasa A2, elastasa y amilasa.
El término "célula pancreática" se refiere a una célula que puede producir una hormona o enzima normalmente producida por una célula pancreática, por ejemplo, al menos célula , β, o PP parcialmente diferenciadas, y una célula, por ejemplo, una célula precursora pancreática, que puede desarrollarse en una célula que puede producir una hormona o enzima normalmente producida por una célula pancreática. En una realización, las células pancreáticas se caracterizan por la capacidad para producir glucagón y/o somatostatina. Las células pancreáticas de la invención también pueden cultivarse antes de la administración a un sujeto en condiciones que promueven la proliferación y la diferenciación celular. Estas condiciones incluyen cultivar las células para permitir la proliferación y la confluencia in vitro, momento en el cual las células forman agregados o agrupaciones similares a pseudo-islotes y secretan insulina, glucagón y somatostatina.
El término "célula endocrina pancreática" se refiere a células pancreáticas (por ejemplo, células , β, o PP) que secretan hormona(s) pancreática(s). Por ejemplo, una célula endocrina pancreática de la invención puede ser una célula β fetal o una célula β posparto que ha sido tratada con PYY para producir insulina en respuesta a glucosa.
El término "célula progenitora pancreática" se refiere
a una célula que puede diferenciarse en una célula de linaje
pancreático, por ejemplo, una célula que puede producir una
hormona o enzima normalmente producida por una célula
pancreática. Por ejemplo, una célula progenitora pancreática
puede producirse para diferenciarse, al menos parcialmente,
en célula , β, o , o una célula de destino exocrino. Las células progenitoras pancreáticas también pueden cultivarse antes de la administración a un sujeto en condiciones que promuevan la proliferación y la diferenciación celular. Estas condiciones incluyen cultivar las células para permitir la proliferación y confluencia in vitro, momento en el cual las células pueden prepararse para formar agregados
o agrupaciones similares a pseudo-islotes y secretan
insulina, glucagón y somatostatina. Los métodos de medición
de la proliferación celular son muy conocidos en la técnica
y más comúnmente incluyen determinar la síntesis de ADN
característica de la replicación de células. Hay numerosos
métodos en la materia para medir la síntesis de ADN,
cualquiera de los cuales puede usarse según la invención. En
una realización de la invención, la síntesis de ADN se ha
determinado usando una marca radiactiva (3H-timidina) o
análogos de nucleótidos marcados (BrdU) para la detección
por inmunofluorescencia. Sin embargo, además de medir la
síntesis de ADN y ARN, la secreción de insulina puede
basarse, y preferentemente se basará, en la caracterización
de poblaciones de células fetales o progenitoras sensibles.
Las células progenitoras se caracterizan por una capacidad de autorregeneración en un medio de cultivo y diferenciación en linajes pancreáticos. Por ejemplo, las células progenitoras pueden aislarse de explantes de conductos intralobulares pancreáticos, por ejemplo, aislados por biopsia, o son la progenie del cultivo celular de tales células. Las células progenitoras son inducibles para diferenciarse en células de islotes pancreáticos, por ejemplo, células β de islotes, células de islotes, células de islotes o células de islotes. Tales células progenitoras pancreáticas pueden caracterizarse en ciertas circunstancias por la expresión de uno o más de: factores de transcripción de tipo homeodominio tales como STF-1; gen(es) PAX tal(es) como PAX6; PTF-1; hXBP-1; genes(s) HNF; vilina; tirosina hidroxilasa; insulina; glucagón; y/o neuropéptido
Y. Las células progenitoras preferidas serán de origen
mamífero, por ejemplo, células aisladas de un primate tal
como un ser humano, de un cerdo miniatura o de un mamífero
transgénico, o son la progenie del cultivo celular de tales
células. El tejido ductal pancreático puede aislarse de un
paciente y someterse al presente método con el fin de
proporcionar un cultivo de células progenitoras pancreáticas
resultantes (o células diferenciadas derivadas del mismo).
La sustitución de genes u otra terapia génica se lleva a
cabo ex vivo, y las células aisladas se trasplantan de nuevo
en el paciente donante inicial o en un segundo paciente
hospedador.
En general, puede usarse un sistema de cultivo que
permita la expansión reproducible de epitelio ductal
pancreático a la vez que se mantiene la "ausencia de linaje"
y la capacidad para diferenciarse en células endocrinas y
exocrinas. El epitelio ductal pancreático se obtiene, por
ejemplo, por explante o digestión enzimática y se cultiva
hasta confluencia. La población de células confluentes se
pone en contacto con un agente, por ejemplo, un agente
trófico tal como un factor de crecimiento que produce
diferenciación de células progenitoras en la población
cultivada. Posteriormente se aíslan las células progenitoras
del explante que proliferan en respuesta al agente tal como
por separación mecánica directa de brotes nuevamente
emergentes a partir del resto del explante o por disolución
de todo o una parte del explante y posterior aislamiento de
la población de células progenitoras. El agente puede ser
Forskolin, dibutil-cAMP, butirato de Na, dexametasona o la
toxina del cólera o puede ser un factor de crecimiento tal
como IGF, TGF, FGF, EGF, HGF, hedgehog o VEGF u otro miembro
de la superfamilia de TGFβ, preferentemente de la familia de
DVR (dpp y vgl relacionados), por ejemplo, BMP2 y/o BMP7.
Por consiguiente, otro aspecto de la presente invención se
refiere a la progenie de las células progenitoras objeto,
por ejemplo, aquellas células que se han derivado de las
células del cultivo de explante inicial. Tal progenie puede
incluir generaciones posteriores de células progenitoras,
además de células comprometidas con linaje generadas
induciendo diferenciación de las células progenitoras objeto
después de su aislamiento a partir del explante, por
ejemplo, inducido in vitro.
A modo de ejemplo, en el expediente del apoderado de la solicitud de patente provisional de EE.UU. número ONV-060.60 se proporcionan células progenitoras viables y métodos para aislar tales células a partir de tejidos ductales pancreáticos. Brevemente, conductos pequeños de páncreas de rata se aíslan después de la digestión enzimática en colagenasa A o colagenasa H (Boehringer-Mannheim), se lavan y se resuspenden en HBSS (libre de Ca/Mg) y se vierten a través de una malla de 500u para eliminar partículas grandes y se lavan de nuevo. Para animales mayores (más de 2 semanas), el digesto se resuspende en HBSS y se coloca en una placa de 100 mm. Los fragmentos de conductos en flotación se aíslan manualmente con una pipeta. Para mayores rendimientos, páncreas de crías de rata de 2 semanas pueden separarse en Percoll (Pharmacia). Los páncreas digeridos se recubren en una disolución de Percoll al 40% y se centrifugan a 1900 rpm/10 min. Los fragmentos de conductos se localizan en la superficie de separación del tampón y Percoll en la parte superior del tubo. Este material se lava y se coloca en una placa de 100 mm. Los islotes contaminantes (muy pocos) se eliminan manualmente. Los fragmentos (incluyendo células individuales) se lavan de nuevo y se siembran en placa para el cultivo. Los fragmentos de conductos se cultivan preferencialmente en DMEM modificado con Iscoves con SBF al 5% y penicilina/estreptomicina. Idealmente, las células se cultivan durante 5 días para lograr una monocapa confluente que entonces puede inducirse para diferenciarse. La confluencia de toda la monocapa no es esencial, la diferenciación puede tener lugar en cualquier parche de células confluentes. La monocapa puede cultivarse en presencia de EGF (10 ng/ml) o TGF- (10 ng/ml) para potenciar el crecimiento. Se cree que la inducción de
diferenciación depende de cAMP. Se prevé que los agentes que
inducen un aumento en los niveles de cAMP intracelular
induzcan diferenciación. Se han probado dexametasona, toxina
del cólera, Forskolin, dibutil-cAMP y butirato de Na y se
encuentra que inducen diferenciación. La inducción de la
diferenciación se hace preferencialmente en un único
tratamiento durante 48 h. Las células progenitoras aparecen
durante el transcurso de del tratamiento de 48 h. El
tratamiento también puede hacerse durante 24 h, produciendo
células progenitoras.
El término "idéntico en porcentaje" se refiere a la
identidad de secuencias entre dos secuencias de aminoácidos
o entre dos secuencias de nucleótidos. Cada identidad puede
determinarse comparando una posición en cada secuencia que
puede alinearse para fines de comparación. Si una posición
equivalente en las secuencias comparadas es ocupada por la
misma base o aminoácido, entonces las moléculas son
idénticas en esa posición; si el sitio equivalente es
ocupado por el mismo residuo de aminoácido o uno similar
(por ejemplo, similar en naturaleza estérica y/o
electrónica), entonces las moléculas pueden denominarse en
lo sucesivo homólogas (similares) en esa posición. La
expresión como un porcentaje de homología/similitud o
identidad se refiere a una función del número de aminoácidos
idénticos o similares en posiciones compartidas por las
secuencias comparadas. Pueden usarse diversos algoritmos y/o
programas de alineamiento que incluyen FASTA, BLAST o
ENTREZ. FASTA y BLAST están disponibles como parte del
paquete de análisis de secuencias de GCG (Universidad de
Wisconsin, Madison, Wis.) y puede usarse, por ejemplo, con
parámetros por defecto. ENTREZ está disponible del Centro
nacional para información biotecnológica, Biblioteca
nacional de medicina, Instituto nacional de salud, Bethesda,
Md. En una realización, la identidad en porcentaje de dos
secuencias puede determinarse por el programa GCG con un
peso de hueco de 1, por ejemplo, cada hueco de aminoácido se
pesa como si fuera un único desapareamiento de aminoácidos o
de nucleótidos entre las dos secuencias.
Como se usa en este documento, "fenotipo" se refiere a
todas las representaciones físicas, bioquímicas y
fisiológicas de una célula, por ejemplo, que tienen una
característica cualquiera o cualquier grupo de
características.
El término "célula progenitora" se refiere a una célula
sin diferenciar que puede proliferar y dar lugar a más
células progenitoras que tienen la capacidad de generar un
gran número de células madre que a su vez pueden dar lugar a
células hija diferenciadas o diferenciables. Como se usa en
este documento, el término "célula progenitora" también
pretende englobar una célula que algunas veces se denomina
en la materia como una "citoblasto". En una realización
preferida, el término "célula progenitora" se refiere a una
célula madre generalizada cuyos descendientes (progenie) se
especializan, frecuentemente en diferentes direcciones, por
diferenciación, por ejemplo, adquiriendo caracteres
completamente individuales como se produce en la
diversificación progresiva de células y tejidos
embrionarios.
El término "sujeto" pretende incluir mamíferos,
particularmente seres humanos, susceptibles a enfermedades
caracterizadas por actividad de insulina insuficiente.
Como se usa en este documento, el término
"sustancialmente puras", con respecto a células
progenitoras, se refiere a una población de células
progenitoras que tiene al menos aproximadamente el 75%,
preferentemente al menos aproximadamente el 85%, más
preferentemente al menos aproximadamente el 90% y lo más
preferentemente al menos aproximadamente el 95% de pureza
con respecto a células progenitoras que representan una
población de células total. Reestructurando, el término
"sustancialmente puras" se refiere a una población de
células progenitoras de la presente invención que contiene
menos de aproximadamente el 20%, más preferentemente menos
de aproximadamente el 10%, lo más preferentemente menos de
aproximadamente el 5% de células comprometidas con linaje en
la población sin amplificar y aislada original antes del
posterior cultivo y amplificación.
El término "tejido" se refiere a un grupo o capa de
células similarmente especializadas que juntas realizan
ciertas funciones especiales.
El término "trasplante" como se usa en este documento
pretende incluir células, tejidos o dispositivos que se
introducen en un animal y pueden ser alógenos, autólogos o
xenógenos.
La "secuencia reguladora de la transcripción" es un
término genérico usado en toda la memoria descriptiva para
referirse a secuencias de ADN tales como señales de
iniciación, potenciadores y promotores que inducen o
controlan la transcripción de secuencias codificantes de
proteínas a las que están operativamente ligadas. En
realizaciones preferidas, la transcripción de un gen
recombinante está bajo el control de una secuencia promotora
(u otra secuencia reguladora de la transcripción) que
controla la expresión del gen recombinante en un tipo de
célula en la que se pretende la expresión. También se
entenderá que el gen recombinante puede estar bajo el
control de secuencias reguladoras de la transcripción que
son iguales o que son diferentes de aquellas secuencias que
controlan la transcripción de la forma de la proteína que se
produce naturalmente.
Como se usa en este documento, el término "vector" se
refiere a una molécula de ácido nucleico que puede
transportar otro ácido nucleico al que se ha ligado. Un tipo
de vector preferido es un episoma, es decir, un ácido
nucleico capaz de replicación extracromosómica. Los vectores
preferidos son aquellos capaces de replicación y expresión
autónoma de los ácidos nucleicos a los que están ligados.
Los vectores que pueden dirigir la expresión de genes a los
que están operativamente ligados se denominan en este
documento "vectores de expresión". En general, los vectores
de expresión de utilidad en técnicas de ADN recombinante
están frecuentemente en forma de "plásmidos" que se refieren
a bucles de ADN bicatenario circular que, en su forma de
vector, no están unidos al cromosoma. En la presente memoria
descriptiva, "plásmido" y "vector" se usan indistintamente
ya que el plásmido es la forma más comúnmente usada de
vector. Sin embargo, la invención pretende incluir otras
formas de vectores de expresión tales que cumplen funciones
equivalentes y que se conocen en la técnica posteriormente a
esto.
Términos adicionales se definen cuando corresponda más
adelante.
(iii) Péptidos PYY y agonistas de PYY a modo de ejemplo
El PYY es la hormona predominante de la familia de los
polipéptidos pancreáticos en páncreas de ratón y rata en
desarrollo. Es un miembro de la familia PP de proteínas que
también incluye neuropéptido Y (NPY) y polipéptido
pancreático (PP). La secuencia para el PYY humano se
facilita por YPIKPEAPGEDASPEELNRYYASLRHILNLVTRQRY (SEQ ID
No: 3).
El PYY inhibe la motilidad intestinal y el flujo de
sangre mesentérico al tracto gastrointestinal y al páncreas,
media en la secreción exocrina gástrica, pancreática e
intestinal y estimula la absorción neta (véase, por ejemplo,
Laburthe (1990) Trends Endocrinol. Metabol. 1:168; Lundberg,
- J.M.
- y col. (1982) Proc. Natl. Acad Sci. USA 79:4471-75; Suzuki, T. (1983) Gastoenterology 85:114-21; Pappas, T.N. (1985) Am. J. Physiol. 248:G118-G123; Cox y col. (1990) Br.
- J.
- Pharmacol. 101:247; Playford y col. (1990) Cancer 335:1555; McFayden y col. (1986) Neuropeptides 7:219). También se ha mostrado que PYY inhibe la liberación de CCK, insulina y glucagón en diversos animales (Lluis, F y col. (1988) Gastroenterology 94:137-44; Guo, Y.S. y col. (1988) Pancreas 3:128-34; Bötteher, G. y col. (1989) Pancreas 4:282-88; Guo, Y. S y col. (1989) Gastroenterology 96:69094; Greeley y col. (1988) Am. J. Physiol. 254:E513-17). El ARNm de PYY se ha detectado en e15 en células endocrinas pancreáticas de rata y en e10,5 de ratón con niveles de ARNm
de PYY pico que se producen en la gestación tardía y que
permanecen a niveles más bajos en ratas adultas (Krasinski,
S. y col. (1991) Mol. Endocrinol. 5:433-40; Upchurch, B.H.
(1994) Development 120:245-52). Las células de PYY aparecen
más temprano y son más numerosas que las células de NPY y
PP, sugiriendo que PYY es la hormona pancreática que se
expresa más pronto (Jackerott, M. (1996) J. Histochem. and
Cytochem. 44(8):809-17. En ratón, el PYY se expresa en todos
los tipos de células de islotes durante el desarrollo,
sugiriendo que los cuatro tipos principales de células se
producen a partir de una célula progenitora multihormonal
productora de PYY común. (Myrsén-Axcrona, anteriormente;
Upchurch y col., anteriormente). Por ejemplo, el PYY, la
insulina y el glucagón están presentes en las mismas células
de islotes en etapas embrionarias tempranas (e12-e15), pero
se limita a células no β de islotes (principalmente células
que contienen glucagón) después de la formación de
poblaciones separadas de células que contienen insulina y
glucagón (e16-P0). (Myrsén-Axcrona y col., anteriormente).
Estos hallazgos sugieren que las células que contienen
insulina se diferencian de las células que coexpresan
glucagón y PYY. (Myrsén-Axcrona y col., anteriormente).
Los métodos objeto pueden llevarse a cabo usando
péptido YY purificado nativo o péptido YY recombinante, o
fragmentos de los mismos, además de peptidomiméticos de los
mismos. El péptido tirosina-tirosina o péptido YY ("PYY") es
un péptido de 36 restos de aminoácidos aislado originalmente
de intestino porcino y localizado principalmente en las
células endocrinas de la mucosa del intestino distal, y
también producido en el intestino proximal y el páncreas
(Tatemotu y col. (1982) Proc. Natl. Acad. Sci. 79:2514;
Aponte, G. W. y col. (1989) FASEB J. 3:1949-55). Los
homólogos y análogos de PYY pueden generarse por
mutagénesis, tal como por mutación (mutaciones) puntual(es)
discreta(s), o por truncamiento. Por ejemplo, la mutación
puede dar lugar a homólogos que conservan sustancialmente la
misma actividad biológica de PYY, o simplemente un
subconjunto. Alternativamente pueden generarse formas
antagonistas de la proteína que pueden inhibir la función de
la forma de PYY que se produce naturalmente, tal como
uniéndose competitivamente a un receptor relacionado de PYY,
bloqueándose así la transducción de señales. Además, pueden
generarse formas agonistas de PYY que son constitutivamente
activas. Por tanto, el PYY y los homólogos del mismo pueden
ser reguladores tanto positivos como negativos de la
capacidad de respuesta a glucosa en islotes o células β
pancreáticos.
El PYY humano y los fragmentos del mismo pueden
comprarse comercialmente (catálogo de Bachem California
1993-1994, Torrance, Calif.; catálogo de 1994 de péptidos y
aminoácidos de Sigma, St. Louis, Miss.). Los análogos y
miméticos de PYY también pueden sintetizarse por muchas
técnicas que son conocidas para aquellos expertos en la
técnica de los péptidos. Un resumen de las muchas técnicas
disponibles puede encontrarse en Solid Phase Peptide
Synthesis 2ª ed. (Stewart, J.M. y Young, J.D., Pierce
Chemical Company, Rockford, Il.. 1984). Otros análogos de
PYY pueden prepararse haciendo modificaciones apropiadas,
dentro de la capacidad de una persona experta en la materia.
En general, los polipéptidos citados en este documento
que tienen una actividad (por ejemplo, son "bioactivos") de
PYY se definen como polipéptidos que incluyen una secuencia
de aminoácidos correspondiente (por ejemplo, idéntica u
homóloga) a toda o una parte de la secuencia de aminoácidos
de PYY y que imita o antagoniza toda o una parte de las
actividades biológicas/bioquímicas de una proteína de PYY
que se produce naturalmente. Tal actividad biológica incluye
la inducción o potenciación de la capacidad de respuesta a
glucosa como se demuestra por la inducción o el aumento de
la producción de insulina y otros indicios de diferenciación
de células β tales como, por ejemplo, factores de
transcripción de tipo homeodominio tales como STF-1; gen(es)
PAX tal(es) como PAX6; PTF-1; hXBP-1; gen(es) HNF; vilina;
tirosina hidroxilasa; insulina; glucagón; y/o neuropéptido
Y.
La bioactividad de un análogo de PYY también puede
incluir la capacidad de alterar la tasa de transcripción de
un gen como, por ejemplo, un componente en la dirección 3’
de una cascada de transducción de señales iniciada por la
interacción de un análogo de PYY con su receptor
relacionado.
Otras actividades biológicas de agentes terapéuticos de
PYY se describen en este documento o serán razonablemente
evidentes para aquellos expertos en la materia.
Un polipéptido PYY que representa una parte del
polipéptido de longitud completa puede ser tanto un agonista
(por ejemplo, imita o potencia) como alternativamente un
antagonista de una actividad biológica de una forma de la
proteína que se produce naturalmente, por ejemplo, el
polipéptido puede modular diferenciación y/o sensibilidad a
glucosa para proteínas PYY auténticas. Los homólogos de las
proteínas PYY objeto incluyen versiones de la proteína que
son resistentes a escisión proteolítica como, por ejemplo,
debido a mutaciones que alteran las posibles secuencias de
escisión o que inactivan una actividad enzimática asociada a
la proteína.
Los polipéptidos PYY de la presente invención que
representan porciones de los polipéptidos de longitud
completa pueden estar glicosilados o, por el contrario,
mediante la elección del sistema de expresión o mediante
modificación de la secuencia de proteínas para excluir
glicosilación, también pueden proporcionarse análogos de
carbohidratos reducidos. Las formas glicosiladas incluyen
derivatización con cadenas de glicosaminoglicano.
Las proteínas objeto también pueden proporcionarse como
moléculas quiméricas tales como en forma de proteínas de
fusión. Por ejemplo, la proteína PYY puede proporcionarse
como una proteína de fusión recombinante que incluye una
segunda porción de polipéptido, por ejemplo, un segundo
polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos sin
relacionar con PYY, por ejemplo, la segunda porción de
polipéptido es glutatión-S-transferasa, por ejemplo, la
segunda porción de polipéptido es una actividad enzimática
tal como fosfatasa alcalina, por ejemplo, la segunda porción
de polipéptido es una marca de epítopo.
Se ha informado de análogos de PYY que emulan y
potencian la duración, efecto, actividad biológica y
selectividad del péptido natural en el tratamiento de
tumores pancreáticos (véase el documento USSN 5.574.010).
(iv) Usos a modo de ejemplo de agentes terapéuticos de PYY
En un aspecto, la presente invención proporciona los
usos terapéuticos de los cultivos celulares pancreáticos de
la presente invención. Por ejemplo, se describe un método de
alteración de los niveles de azúcar en sangre que comprende
administrar a un animal un cultivo celular de células
endocrinas pancreáticas que han sido generadas por el
presente método. El cultivo celular usado para alterar los
niveles de azúcar en sangre puede ser un cultivo celular
primario de células endocrinas pancreáticas o un cultivo de
pases en serie del mismo. Las células endocrinas
pancreáticas cultivadas de la presente invención incluyen
células β que secretan insulina en respuesta a concentración
de glucosa.
En este documento también se describe un método que
utiliza una población aislada de células pancreáticas
obtenidas a partir de un embrión (de un mamífero no humano
que ha sido "humanizado") en una etapa de desarrollo de
aproximadamente el equivalente del día e21 de gestación.
Pueden cultivarse células pancreáticas obtenidas a partir de
embriones, por ejemplo, como una monocapa de células
secretoras de no insulina adherentes en presencia de un
agente terapéutico de PYY. Si se deja que estas células
alcancen la confluencia, forman agregados o agrupaciones
similares a islotes y empiezan a secretar hormonas
pancreáticas tales como insulina, glucagón y somatostatina,
y enzimas. En este momento, tales agregados pueden aislarse,
reunirse y administrarse a un sujeto receptor en el que
secretan insulina. Pueden usarse aproximadamente 100.000 a
500.000 agregados, cada uno de los cuales contiene
aproximadamente 300 a 500 células para tratar un ser humano.
En seres humanos, se ha demostrado que fetos de 6-12 semanas
no responden a glucosa, pero pueden inducirse para que
produzcan insulina en un modo monofásico entre 17 y 20
semanas, pero que esta respuesta es débil (1,6 veces). La
secreción bifásica de insulina se logra después del
nacimiento, entre 26 y 44 semanas (Otonkoski T y col.
Diabetes 1988 Mar 37(3):286-91). Esto sugiere que el
páncreas fetal humano ya es sensible a glucosa durante la
primera mitad de la gestación, pero la liberación de
insulina bifásica no empieza a madurar hasta la fase
postnatal. El método de alterar los niveles de azúcar en
sangre también puede llevarse a cabo usando células
endocrinas pancreáticas cultivadas en una forma similar a
tejido. Tales células endocrinas pancreáticas cultivadas,
tanto como células β individuales como en combinación con
otros tipos de células, pueden formar espontáneamente
agregados coherentes o mediante técnicas de cultivo
conocidas en la técnica. Tales agregados coherentes se
denominan "pseudoislotes" en este documento.
Preferentemente, los pseudoislotes se incorporan en una
matriz biocompatible adecuada tal como colágeno usando
métodos conocidos en la técnica. Las células endocrinas
pancreáticas cultivadas también pueden formarse en agregados
coherentes mediante incubación simultánea con un material
biocompatible adecuado tal como colágeno, por lo que las
células están en forma de suspensiones libres antes de la
incubación simultánea. El agregado coherente de células
formadas por cualquier método se llama un "pseudotejido".
Los pseudotejidos forman un injerto biológicamente
compatible que puede implantarse en un mamífero, y en ellos
funcionan para alterar niveles de azúcar en sangre.
Los cultivos primarios, secundarios y posteriores o
clónicos de células endocrinas pancreáticas, o combinaciones
de las mismas, preparados según los métodos descritos en
este documento y ejemplificados más adelante pueden usarse
en tales pseudotejidos. El método implica injertar células
endocrinas pancreáticas como un pseudotejido, por ejemplo,
en un mamífero en el que el pseudotejido se vasculariza y
responde a los niveles de glucosa en sangre en el mamífero
hospedador secretando insulina cuando los niveles de glucosa
en sangre alcanzan un nivel suficientemente alto. La
vascularización del pseudotejido parece ser importante
porque en aquellos experimentos en los que el pseudotejido
no se vascularizó, los niveles de azúcar en sangre no se
regularon. Similarmente, la vascularización retardada de un
pseudotejido pareció afectar la capacidad del pseudotejido
para regular niveles de azúcar en sangre.
También se ha descrito en este documento un método para
proporcionar una capacidad secretora de insulina sensible a
glucosa a un mamífero en necesidad de tal capacidad. El
método incluye generalmente implantar células manipuladas
que secretan insulina en respuesta a glucosa en un mamífero
tal. El inventor ha propuesto que las técnicas actualmente
en uso para la implantación de islotes se aplicarán a la
implantación de células manipuladas según la presente
invención. Un método implica la encapsulación de células
manipuladas en un recubrimiento biocompatible. En esta
solución, las células están atrapadas en un recubrimiento
capsular que protege las células encapsuladas de respuestas
inmunológicas, y también sirve para evitar la proliferación
incontrolada de células manipuladas clónicas. Una técnica de
encapsulación preferida implica la encapsulación con
alginato-polilisina-alginato. Las cápsulas preparadas
empleando esta técnica contienen generalmente varios cientos
de células y tienen un diámetro de aproximadamente 1 mm.
Una solución alternativa es sembrar fibras Amicon con
células manipuladas. Las células se enredan en las fibras,
que son semipermeables, y, por tanto, se protege de un modo
similar a los microencapsulados (Altman y col., 1986).
Después de la encapsulación satisfactoria o siembra de
fibra, las células, generalmente aproximadamente 1.00010.000, pueden implantarse intraperitonealmente, normalmente
mediante inyección en la cavidad peritoneal a través de una
aguja de calibre grande (23 de calibre).
Una variedad de otras tecnologías de encapsulación que
se han desarrollado que han sido propuestas por el presente
inventor se aplicarán a la práctica de la presente invención
(véase, por ejemplo, Lacy y col. (1991) Science 254:1782-84,
y Sullivan y col. (1991) Science 252:718-21; documentos WO
9110470; WO 9110425; WO 9015637; WO 9002580; la patente de
EE.UU. nº 5.011.472; la patente de EE.UU. nº 4.891.538;
documento WO 8901967). La empresa Cytotherapeutics ha
desarrollado tecnologías de encapsulación que ahora están
comercialmente disponibles que probablemente serán útiles en
la aplicación de la presente invención. También se ha
desarrollado un dispositivo vascular por Biohybrid, de
Shrewsbury, Mass., que puede tener aplicación para la
tecnología de la presente invención.
Con respecto a los métodos de implantación que pueden
emplearse para proporcionar una capacidad secretora de
insulina sensible a glucosa para un mamífero, se contempla
que pueden encontrarse ventajas particulares en los métodos
recientemente descritos por Lacy y col., anteriormente;
Sullivan y col., anteriormente. Estos se refieren, en primer
lugar, al xenoinjerto subcutáneo de islotes encapsulados; y
en segundo lugar, a la implantación a largo plazo de tejido
de islotes en un "páncreas artificial" que puede conectarse
al sistema vascular como una derivación arteriovenosa. Estos
métodos de implantación pueden adaptarse ventajosamente para
uso con la presente invención empleando células manipuladas
como se ha desvelado en este documento en el sitio del
"tejido de islotes" de los métodos de la técnica anterior.
En este documento se describen adicionalmente métodos
de uso de las células manipuladas de la presente invención
en la producción de insulina, y particularmente en la
producción de insulina humana que puede usarse en el
tratamiento de IDDM. Las células β artificiales manipuladas
se cultivan en cultivo y luego se ponen en contacto con un
tampón que contiene glucosa, estimulándose así las células
para producir y secretar insulina que puede recogerse y
purificarse del medio circundante. Se contemplan que las
células manipuladas CTG-6 son de uso particular, pero puede
emplearse cualquier célula preparada para secretar insulina
en respuesta a glucosa. Además, en este documento se
describen métodos para tratar enfermedades u otros
trastornos caracterizados por una actividad insuficiente de
insulina en un sujeto, particularmente un sujeto humano.
Estos métodos incluyen administrar a un sujeto un agente
farmacéutico de PYY y una población aislada de células
pancreáticas que incluyen células productoras de insulina
(por ejemplo, células β) o que tienen la capacidad de
diferenciarse para formar células secretoras de insulina
después de la administración al sujeto. Los términos
"introducción", "administración" y "trasplante" se usan
indistintamente en este documento para referirse a la
administración de células a un sujeto mediante un método o
vía que administra las células a una localización deseada.
El término "tratar" como se usa en este documento incluye
reducir o aliviar al menos un efecto adverso o síntoma, por
ejemplo, deficiencia absoluta o relativa de insulina,
hiperglucemia en ayunas, glucosuria, desarrollo de
aterosclerosis, microangiopatía, nefropatía y neuropatía, de
enfermedades caracterizadas por actividad insuficiente de
insulina. Como se usa en este documento, la frase
"enfermedades caracterizadas por actividad insuficiente de
insulina" incluye enfermedades en las que hay una
utilización anormal de la glucosa debido a la función
anormal de la insulina. La función anormal de la insulina
incluye cualquier anomalía o alteración en la producción de
insulina, por ejemplo, expresión y/o transporte por los
orgánulos celulares tales como deficiencia de insulina
resultante de, por ejemplo, pérdida de células como en IDDM
(diabetes de tipo I), secreción tal como alteración de
respuestas secretoras de insulina como en NIDDM (diabetes de
tipo II), forma de la propia molécula de insulina, por
ejemplo, estructura primaria, secundaria o terciaria,
efectos de la insulina sobre las células diana, por ejemplo,
resistencia a insulina en tejidos corporales, por ejemplo,
tejidos periféricos, y respuestas de células diana a
insulina. Véanse Braunwald, E. y col. eds. (1987) Harrison's
Principles of Internal Medicine, undécima edición, McGraw-
Hill Book Company, Nueva York, pág. 1778-97; Robbins, S. L.
y col. (1984) Pathologic Basis of Disease, 3ª edición, W. B.
Saunders Company, Filadelfia, pág. 972 para más
descripciones de actividad anormal de insulina en IDDM y
NIDDM y otras formas de diabetes.
Hay diversas soluciones farmacológicas para mejorar la
homeostasis de la glucosa, pero aquellas actualmente usadas
en la práctica clínica o no tienen éxito en restablecer la
normoglucemia en la mayoría de los pacientes o fracasan
después de un periodo de tiempo variable (Scheen, A.J.
(1997) Drugs 54(3):355-68). Actualmente se usan cuatro
clases de fármacos. Sulfonilureas, biguanidas (metformina),
inhibidores de alfa-glucosidasa (acarbosa) e insulina. Puede
requerirse terapia con insulina, especialmente en las etapas
tardías de la enfermedad para producir el control de
hiperglucemia en un intento por minimizar las complicaciones
de la enfermedad. El tratamiento más eficaz de la diabetes
de tipo II ha sido el inhibidor de alfa-glucosidasa,
acarbosa, que reduce los niveles de glucosa posprandial
retardando la digestión de hidratos de carbono complejos en
el intestino. Otros fármacos metabólicamente activos han
demostrado ser demasiado tóxicos. Alternativamente, las
sulfonilureas reducen la hiperglucemia aumentando la
secreción de insulina y potenciando la acción de la insulina
sobre el hígado y los tejidos periféricos. Fármacos tales
como las tiazolidin-dionas (por ejemplo, troglitazona,
pioglitazona, darglitazona y YM268) potencian la acción de
la insulina (es decir, son "sensibilizantes a la insulina").
Alternativamente, aunque es posible trasplantar el
páncreas humano, la falta de donantes y los problemas del
rechazo inmunitario limitan este método a pacientes
seleccionados. El trasplante de células β ha sido realizado
satisfactoriamente en seres humanos, pero el gran número de
células β requeridas y el rechazo inmunitario han sido
obstáculos. Por tanto, se carece de tratamientos eficaces y
económicos.
Las células pancreáticas se administran al sujeto
mediante cualquier vía apropiada que produzca la
administración de las células a una localización deseada en
el sujeto en la que las células pueden proliferar y secretar
una hormona pancreática, por ejemplo, insulina, o enzima.
Las localizaciones preferidas para la administración de
células pancreáticas incluyen aquellas que vascularizan
rápidamente. Los métodos comunes de administración de
células pancreáticas a sujetos, particularmente sujetos
humanos, incluyen implantación de células en una bolsa del
omento (Yoneda, K. y col. (1989) Diabetes 38 (Suppl. 1);
213-216), inyección intraperitoneal de las células, (Wahoff,
D. C. y col. (1994) Transplant. Proc. 26:804), implantación
de las células bajo la cápsula renal del sujeto (véanse, por
ejemplo, Liu, X. y col. (1991) Diabetes 40:858-866;
Korsgren, O. y col. (1988) Transplantation 45(3):509-514;
Simeonovic, D. J. y col. (1982) Aust. J. Exp. Biol. Med.
Sci. 60:383) e inyección intravenosa de las células en, por
ejemplo, la vena porta (Braesch, M. K. y col. (1992)
Transplant. Proc. 24(2):679-680; Groth, C. G. y col. (1992)
Transplant. Proc. 24(3):972-973). Para facilitar el
trasplante de las células pancreáticas bajo la cápsula
renal, las células pueden incorporarse en un coágulo de
plasma preparado a partir de, por ejemplo, plasma del sujeto
receptor (Simeonovic, D. J. y col. (1982) Aust. J. Exp.
Biol. Med. Sci. 60:383) o una matriz de colágeno. Las
células pueden administrarse en un vehículo o diluyente
farmacéuticamente aceptable.
(v) Preparaciones farmacéuticas
Aunque es posible administrar PYY o un agonista de PYY
o composiciones celulares como compuestos/composiciones
puros o sustancialmente puros, se prefiere que se
administren como formulaciones o preparaciones
farmacéuticas. Las formulaciones que van a usarse en la
presente invención, tanto para seres humanos como animales,
incluyen PYY junto con uno o más vehículos farmacéuticamente
aceptables para el mismo, y opcionalmente otros componentes
terapéuticos.
El vehículo debe ser "aceptable" en el sentido de ser
compatible con el (los) principio(s) activo(s) de
formulación (y preferentemente capaz de estabilizar
péptidos) y no perjudicial para el sujeto que va a tratarse.
Las formulaciones pueden presentarse convenientemente
en forma farmacéutica unitaria y pueden prepararse por
cualquiera de los métodos muy conocidos en la técnica de la
farmacia. Todos los métodos incluyen la etapa de asociar el
(los) principio(s) activo(s) al vehículo que constituye uno
o más componentes auxiliares.
Se describen composiciones farmacéuticas de agentes
terapéuticos de PYY o composiciones celulares, y sus usos en
el tratamiento de y/o la prevención de trastornos que pueden
mejorarse alterando la homeostasis de hormonas de péptidos.
Los inhibidores pueden tener actividades hipoglucémicas y
antidiabéticas y pueden usarse en el tratamiento de
trastornos marcados por metabolismo anómalo de glucosa que
incluye almacenamiento de glucosa. Las composiciones de los
métodos objeto pueden ser útiles como agentes
insulinotrópicos o para potenciar los efectos
insulinotrópicos de tales moléculas como GLP-1. A este
respecto, la presente invención es útil para el tratamiento
y/o la profilaxis de uno o más de: hiperlipemia,
hiperglucemia, obesidad, intolerancia a la glucosa,
resistencia a insulina y complicaciones diabéticas.
Los péptidos PYY pueden administrarse en diversas
formas dependiendo del trastorno que va a tratarse y la
edad, afección y peso corporal del paciente, como es muy
conocido en la técnica. Por ejemplo, si los compuestos van a
administrarse por vía oral, pueden formularse como
comprimidos, cápsulas, gránulos, polvos o jarabes; o para
administración parenteral pueden formularse como inyecciones
(intravenosas, intramusculares o subcutáneas), preparaciones
de infusión por goteo o supositorios. Para la aplicación por
la vía de la membrana mucosa oftálmica pueden formularse
como colirios o pomadas oftálmicas. Estas formulaciones
pueden prepararse mediante medios convencionales y, si se
desea, el principio activo puede mezclarse con cualquier
aditivo convencional tal como un excipiente, un aglutinante,
un agente de disgregación, un lubricante, un corrector, un
agente solubilizante, un auxiliar de suspensión, un agente
emulsionante o un agente de recubrimiento. Aunque la
dosificación variará dependiendo de los síntomas, la edad y
el peso corporal del paciente, la naturaleza y la gravedad
del trastorno que va a tratarse o prevenirse, la vía de
administración y la forma del fármaco, en general se
recomienda una dosificación diaria de 0,01 a 2000 mg del
compuesto para un paciente humano adulto, y esto puede
administrarse en una dosis única o en dosis divididas.
El metabolismo de la glucosa puede alterarse, y los
síntomas asociados a la diabetes de tipo II pueden
disminuirse o eliminarse según una administración
"controlada" de un péptido PYY, pudiendo utilizarse uno o
más índices apropiados para el metabolismo de la glucosa y/o
diabetes de tipo II para evaluar la eficacia del tratamiento
(incluyendo dosificación y/o momento adecuado): por ejemplo,
tolerancia a la glucosa, nivel de glucosa, nivel de
insulina, sensibilidad a la insulina o hemoglobina
glicosilada.
Necesita identificarse un momento eficaz para
administrar un agente terapéutico de PYY. Esto puede
llevarse a cabo mediante experimentación rutinaria como se
describe más adelante usando uno o más grupos de animales
(preferentemente al menos 5 animales por grupo). En
animales, la actividad insulinotrópica por el tratamiento
con PYY puede evaluarse administrando un agente terapéutico
de PYY en un momento particular del día y midiendo el efecto
de la administración (si lo hay) midiendo uno o más índices
asociados al metabolismo de la glucosa, preferentemente
liberación de insulina, y comparando los valores de
postratamiento de estos índices con los valores de los
mismos índices antes del tratamiento, o para controlar
tratamientos.
El momento preciso de la administración y/o la cantidad
de un agente terapéutico de PYY que proporcionará los
resultados más eficaces en términos de eficacia de
tratamiento en un paciente dado dependerá de la actividad,
farmacocinética y biodisponibilidad de un compuesto
particular, condición fisiológica del paciente (incluyendo
edad, sexo, tipo y fase de enfermedad, condición física
general, sensibilidad a una dosificación dada y tipo de
medicación), vía de administración, etc. Sin embargo, las
pautas anteriores pueden usarse como base para el ajuste del
tratamiento, por ejemplo, determinando el tiempo y/o la
cantidad óptima de administración que no requerirá más de
experimentación rutinaria consistente en monitorizar el
sujeto y ajustar la dosificación y/o el momento adecuado.
Mientras el sujeto está siendo tratado, el metabolismo
de la glucosa se monitoriza midiendo uno o más de los
índices relevantes en momentos predeterminados durante un
periodo de 24 horas. El tratamiento (cantidades, veces de
administración y tipo de medicación) puede ajustarse
(optimizarse) según los resultados de tal monitorización. El
paciente se reevalúa periódicamente para determinar el grado
de mejora midiendo los mismos parámetros, produciéndose la
primera reevaluación tal normalmente al final de cuatro
semanas desde el comienzo de la terapia, y produciéndose las
reevaluaciones posteriores cada 4 a 8 semanas durante la
terapia y luego cada 3 meses después de esto. La terapia
puede continuar durante varios meses o incluso años, siendo
seis meses una duración típica de terapia para seres
humanos.
Los ajustes a la(s) cantidad(es) de fármaco(s)
administrado(s) y posiblemente al momento de administración
pueden hacerse basándose en estas reevaluaciones. Por
ejemplo, si después de 4 semanas de tratamiento uno de los
índices metabólicos no ha mejorado, pero al menos sí otro,
la dosis podría aumentarse 1/3 sin cambiar el tiempo de
administración.
El tratamiento puede iniciarse con dosificaciones más
pequeñas que son inferiores a la dosis óptima del compuesto.
Después de esto, la dosificación debería aumentarse en
pequeños incrementos hasta que se alcance el efecto óptimo
bajo las circunstancias. Por comodidad, la dosificación
diaria total puede dividirse y administrarse en porciones
durante el día, si se desea.
La frase "cantidad terapéuticamente eficaz" como se usa
en este documento significa la cantidad de, por ejemplo, un
agente terapéutico de PYY que es eficaz para producir algún
efecto terapéutico deseado intensificando, por ejemplo, la
sensibilidad a glucosa de células β pancreáticas a una
relación de beneficio/riesgo razonable aplicable a cualquier
tratamiento médico.
La frase "farmacéuticamente aceptable" se emplea en
este documento para referirse a cualquier PYY, material,
composición y/o forma farmacéutica que está dentro del
alcance del juicio médico formal adecuado para uso en
contacto con los tejidos de seres humanos y animales sin
toxicidad excesiva, irritación, respuesta alérgica u otro
problema o complicación acorde a una relación
beneficio/riesgo razonable.
La frase "vehículo farmacéuticamente aceptable" como se
usa en este documento significa un material, composición o
vehículo farmacéuticamente aceptable tal como una carga
líquida o sólido, diluyente, excipiente, disolvente o
material de encapsulación que participa en llevar o
transportar el producto químico objeto desde un órgano o
porción del cuerpo hasta otro órgano o porción del cuerpo.
Cada vehículo debe ser "aceptable" en el sentido de ser
compatible con los otros componentes de la formulación y no
perjudicial para el paciente. Algunos ejemplos de materiales
que pueden servir de vehículos farmacéuticamente aceptables
incluyen: (1) azúcares tales como lactosa, glucosa y
sacarosa; (2) almidones tales como almidón de maíz y almidón
de patata; (3) celulosa y sus derivados tales como
carboximetilcelulosa de sodio, etilcelulosa y acetato de
celulosa; (4) tragacanto en polvo; (5) malta; (6) gelatina;
- (7)
- talco; (8) excipientes tales como manteca de cacao y ceras de supositorio; (9) aceites tales como aceite de cacahuete, aceite de semilla de algodón, aceite de alazor, aceite de sésamo, aceite de oliva, aceite de maíz y aceite de soja; (10) glicoles tales como propilenglicol; (11) polioles tales como glicerina, sorbitol, manitol y polietilenglicol; (12) ésteres tales como oleato de etilo y laurato de etilo; (13) agar; (14) agentes de tamponamiento tales como hidróxido de magnesio e hidróxido de aluminio;
- (15)
- ácido algínico; (16) agua libre de pirógenos; (17) solución salina isotónica; (18) disolución de Ringer; (19) alcohol etílico; (20) disoluciones de tampón fosfato; y (21) otras sustancias compatibles no tóxicas empleadas en formulaciones farmacéuticas.
El término "sales farmacéuticamente aceptables" se
refiere a las sales de adición de ácido inorgánico y
orgánico relativamente no tóxicas de un agente terapéutico
de PYY. Estas sales pueden prepararse in situ durante el
aislamiento y la purificación final del agente terapéutico
de PYY o haciendo reaccionar por separado un agente
terapéutico de PYY purificado en su forma de base libre con
un ácido orgánico o inorgánico adecuado, y aislar la sal así
formada. Sales representativas incluyen las sales de
bromhidrato, clorhidrato, sulfato, bisulfato, fosfato,
nitrato, acetato, valerato, oleato, palmitato, estearato,
laurato, benzoato, lactato, fosfato, tosilato, citrato,
maleato, fumarato, succinato, tartrato, naftilato, mesilato,
glucoheptonato, lactobionato y laurilsulfonato y similares
(véase, por ejemplo, Berge y col. (1977) J. Pharm. Sci.
66:1-19)
En otros casos, los PYY útiles en los métodos de la
presente invención pueden contener uno o más grupos
funcionales ácidos y, por tanto, pueden formar sales
farmacéuticamente aceptables con bases farmacéuticamente
aceptables. El término "sales farmacéuticamente aceptables"
en estos casos se refiere a las sales de adición de base
inorgánica y orgánica relativamente no tóxicas de un agente
terapéutico de PYY. Estas sales pueden prepararse asimismo
in situ durante el aislamiento y la purificación final del
agente terapéutico de PYY, o haciendo reaccionar por
separado el agente terapéutico de PYY purificado en su forma
de ácido libre con una base adecuada tal como el hidróxido,
carbonato o bicarbonato de un catión metálico
farmacéuticamente aceptable con amoniaco, o con una amina
primaria, secundaria o terciaria orgánica farmacéuticamente
aceptable. Las sales alcalinas o alcalinotérreas
representativas incluyen las sales de litio, sodio, potasio,
calcio, magnesio y aluminio y similares. Las aminas
orgánicas representativas útiles para la formación de sales
de adición de base incluyen etilamina, dietilamina,
etilendiamina, etanolamina, dietanolamina, piperazina y
similares (véase, por ejemplo, Berge y col., anteriormente).
En las composiciones también pueden estar presentes
agentes humectantes, emulsionantes y lubricantes tales como
laurilsulfato de sodio y estearato de magnesio, además de
agentes colorantes, agentes antiadherentes, agentes de
recubrimiento, agentes edulcorantes, aromatizantes y
perfumantes, conservantes y antioxidantes.
Ejemplos de antioxidantes farmacéuticamente aceptables
incluyen: (1) antioxidantes solubles en agua tales como
ácido ascórbico, clorhidrato de cisteína, bisulfato de
sodio, metabisulfito de sodio, sulfito de sodio y similares;
(2) antioxidantes solubles en aceite tales como palmitato de
ascorbilo, hidroxianisol butilado (BHA), hidroxitolueno
butilado (BHT), lecitina, galato de propilo, alfa-tocoferol
y similares; y (3) agentes quelantes metálicos tales como
ácido cítrico, ácido etilendiaminotetraacético (EDTA),
sorbitol, ácido tartárico, ácido fosfórico y similares.
Las formulaciones útiles en los métodos de la presente
invención incluyen aquellas adecuadas para administración
oral, nasal, tópica (incluyendo bucal y sublingual), rectal,
vaginal, por aerosol y/o parenteral. Las formulaciones
pueden presentarse convenientemente en forma farmacéutica
unitaria y pueden prepararse mediante cualquier método muy
conocido en la técnica de la farmacia. La cantidad de
principio activo que puede combinarse con un material de
vehículo para producir una forma farmacéutica unitaria
variará dependiendo del hospedador que está tratándose, el
modo particular de administración. La cantidad de principio
activo que puede combinarse con un material de vehículo para
producir una forma farmacéutica unitaria será generalmente
la cantidad de compuesto que produce un efecto terapéutico.
Generalmente, de un cien por cien, esta cantidad oscilará de
aproximadamente el 1 por ciento a aproximadamente el noventa
y nueve por ciento de principio activo, preferentemente de
aproximadamente el 5 por ciento a aproximadamente el 70 por
ciento, lo más preferentemente de aproximadamente el 10 por
ciento a aproximadamente el 30 por ciento.
Los métodos de preparación de estas formulaciones o
composiciones incluyen la etapa de asociar un agente
terapéutico de PYY al vehículo y, opcionalmente, uno o más
componentes auxiliares. En general, las formulaciones se
preparan asociando uniformemente e íntimamente un agente
terapéutico de PYY a vehículos líquidos, o vehículos sólidos
finamente divididos, o ambos, y luego, si fuera necesario,
moldeando el producto.
Las formulaciones adecuadas para la administración por
vía oral puede estar en forma de cápsulas, sellos, píldoras,
comprimidos, pastillas para chupar (usando una base
aromatizada, normalmente sacarosa y goma arábiga o
tragacanto), polvos, gránulos, o como una disolución o una
suspensión en un líquido acuoso o no acuoso, o como una
emulsión líquida de aceite en agua o agua en aceite, o como
un elixir o jarabe, o como pastillas (usando una base inerte
tal como gelatina y glicerina, o sacarosa y goma arábiga)
y/o como enjuagues bucales y similares, conteniendo cada una
una cantidad predeterminada de un agente terapéutico de PYY
como principio activo. Un compuesto también puede
administrarse como un bolo, electuario o pasta.
En formas farmacéuticas sólidas para administración por
vía oral (por ejemplo, cápsulas, comprimidos, píldoras,
comprimidos recubiertos de azúcar, polvos, gránulos y
similares), el principio activo se mezcla con uno o más
vehículos farmacéuticamente aceptables tales como citrato de
sodio o fosfato de dicalcio, y/o cualquiera de los
siguientes: (1) cargas o sustancias de relleno tales como
almidones, lactosa, sacarosa, glucosa, manitol y/o ácido
silícico; (2) aglutinantes tales como, por ejemplo,
carboximetilcelulosa, alginatos, gelatina,
polivinilpirrolidona, sacarosa y/o goma arábiga; (3)
humectantes tales como glicerina; (4) agentes de
disgregación tales como agar-agar, carbonato cálcico,
almidón de patata o tapioca, ácido algínico, ciertos
silicatos y carbonato sódico; (5) agentes retardantes de la
disolución tales como parafina; (6) aceleradores de la
absorción tales como compuestos de amonio cuaternario; (7)
agentes humectantes tales como, por ejemplo, alcohol
acetílico y monoestearato de glicerina; (8) absorbentes
tales como caolín y arcilla de bentonita; (9) lubricantes
tales como un talco, estearato de calcio, estearato de
magnesio, polietilenglicoles sólidos, laurilsulfato de sodio
y mezclas de los mismos; y (10) agentes colorantes. En el
caso de cápsulas, comprimidos y píldoras, las composiciones
farmacéuticas también pueden comprender agentes de
tamponamiento. Las composiciones sólidas de un tipo similar
también pueden emplearse como cargas en cápsulas de gelatina
rellenas blandas y duras usando excipientes tales como
lactosa o azúcares de la leche, además de polietilenglicoles
de alto peso molecular y similares.
Un comprimido puede prepararse mediante compresión o
moldeo, opcionalmente con uno o más componentes auxiliares.
Los comprimidos pueden prepararse usando aglutinante (por
ejemplo, gelatina o hidroxipropilmetilcelulosa), lubricante,
diluyente inerte, conservante, disgregante (por ejemplo,
glicolato sódico de almidón o carboximetilcelulosa de sodio
reticulada), agente tensioactivo o dispersante. Los
comprimidos moldeados pueden prepararse moldeando en una
máquina adecuada una mezcla del péptido o peptidomimético en
polvo humedecido con un diluyente líquido inerte.
Los comprimidos, y otras formas farmacéuticas sólidas
tales como comprimidos recubiertos de azúcar, cápsulas,
píldoras y gránulos, pueden ranurarse o prepararse
opcionalmente con recubrimientos y vainas tales como
recubrimientos entéricos y otros recubrimientos muy
conocidos en la técnica de la formulación farmacéutica.
También pueden formularse de manera que se proporcione una
liberación lenta o controlada del principio activo allí
dentro usando, por ejemplo, hidroxipropilmetilcelulosa en
proporciones variables para proporcionar el perfil de
liberación deseado, otras matrices de polímero, liposomas
y/o microesferas. Pueden esterilizarse, por ejemplo,
mediante filtración a través de un filtro retenedor de
bacterias o incorporando agentes esterilizantes en forma de
composiciones sólidas estériles que pueden disolverse en
agua estéril, o algún otro medio inyectable estéril
inmediatamente antes de uso. Estas composiciones también
pueden contener opcionalmente agentes opacificantes y puede
ser de una composición tal que libere el (los) principio(s)
activo(s) sólo(s), o preferencialmente, en una cierta
porción del tracto gastrointestinal, opcionalmente de un
modo retardado. Ejemplos de composiciones de incorporación
que pueden usarse incluyen sustancias poliméricas y ceras.
El principio activo también puede estar en forma
microencapsulada, si es apropiado, con uno o más de los
excipientes anteriormente descritos.
Las formas farmacéuticas líquidas para administración
por vía oral incluyen emulsiones, microemulsiones,
disoluciones, suspensiones, jarabes y elixires
farmacéuticamente aceptables. Además del principio activo,
las formas farmacéuticas líquidas pueden contener diluyentes
inertes comúnmente usados en la materia tales como, por
ejemplo, agua u otros disolventes, agentes solubilizantes y
emulsionantes tales como alcohol etílico, alcohol
isopropílico, carbonato de etilo, acetato de etilo, alcohol
bencílico, benzoato de bencilo, propilenglicol, 1,3butilenglicol, aceites (en particular, aceites de semilla de
algodón, cacahuete, maíz, germen, oliva, ricino y de
sésamo), glicerol, alcohol tetrahidrofurílico,
polietilenglicoles y ésteres de ácidos grasos de sorbitano,
y mezclas de los mismos.
Además de los diluyentes inertes, las composiciones
orales también pueden incluir adyuvantes tales como agentes
humectantes, agentes emulsionantes y de suspensión, agentes
edulcorantes, aromatizantes, colorantes, perfumantes y
conservantes.
Las suspensiones, además de los agentes terapéuticos
activos de PYY o composiciones celulares, pueden contener
agentes de suspensión como, por ejemplo, alcoholes
isoestearílicos etoxilados, polioxietilensorbitol y ésteres
de sorbitano, celulosa microcristalina, metahidróxido de
aluminio, bentonita, agar-agar y tragacanto, y mezclas de
los mismos.
Las formulaciones para administración rectal o vaginal
pueden presentarse como un supositorio que puede prepararse
mezclando uno o más agentes terapéuticos de PYY con uno o
más excipientes o vehículos no irritantes adecuados que
comprenden, por ejemplo, manteca de cacao, polietilenglicol,
una cera de supositorio o un salicilato, y que es sólida a
temperatura ambiente, pero líquida a temperatura corporal y,
por tanto, se fundirá en el recto o la cavidad vaginal y
liberará el agente activo.
Las formulaciones que son adecuadas para administración
vaginal también incluyen pesarios, tampones, cremas, geles,
pastas, espumas o formulaciones en spray que contienen tales
vehículos como se sabe en la técnica que son apropiados.
Las formas farmacéuticas para la administración tópica
o transdérmica de un agente terapéutico de PYY incluyen
polvos, sprays, pomadas, pastas, cremas, lociones, geles,
disoluciones, parches e inhalantes. El componente activo
puede mezclarse bajo condiciones estériles con un vehículo
farmacéuticamente aceptable, y con cualquier conservante,
tampón o propulsor que pueda requerirse.
Las pomadas, pastas, cremas y geles pueden contener,
además del agente terapéutico de PYY, excipientes tales como
grasas animales y vegetales, aceites, ceras, parafinas,
almidón, tragacanto, derivados de celulosa,
polietilenglicoles, siliconas, bentonitas, ácido silícico,
talco y óxido de cinc, o mezclas de los mismos.
Los polvos y sprays pueden contener, además de un
agente terapéutico de PYY, excipientes tales como lactosa,
talco, ácido silícico, hidróxido de aluminio, silicatos de
calcio y polvo de poliamida, o mezclas de estas sustancias.
Los sprays pueden contener adicionalmente propulsores
tradicionales tales como clorofluorohidrocarburos e
hidrocarburos sin sustituir volátiles tales como butano y
propano.
Los agentes terapéuticos de PYY pueden administrarse
alternativamente mediante aerosol. Esto se lleva a cabo
preparando un aerosol acuoso, preparación liposómica o
partículas sólidas que contienen el compuesto. Podría usarse
una suspensión no acuosa (por ejemplo, propulsor de
fluorocarburo). Se prefieren nebulizadores sónicos debido a
que minimizan la exposición del agente a romper, que puede
producir degradación del compuesto.
Generalmente, un aerosol acuoso se prepara formulando
una disolución o suspensión acuosa del agente junto con
vehículos y estabilizadores farmacéuticamente aceptables
convencionales. Los vehículos y estabilizadores varían con
los requisitos del compuesto particular, pero normalmente
incluyen tensioactivos no iónicos (Tweens, Pluronics o
polietilenglicol), proteínas inocuas como albúmina de suero,
ésteres de sorbitano, ácido oleico, lecitina, aminoácidos
tales como glicina, tampones, sales, azúcares o alcoholes de
azúcar. Los aerosoles se preparan generalmente a partir de
disoluciones isotónicas.
Los parches transdérmicos tienen la ventaja añadida de
proporcionar liberación controlada de un agente terapéutico
de PYY al cuerpo. Tales formas farmacéuticas pueden
prepararse disolviendo o dispersando el agente en el medio
adecuado. Los potenciadores de la absorción también pueden
usarse para aumentar el flujo del peptidomimético a través
de la piel. La tasa de tal flujo puede controlarse tanto
proporcionando una tasa que controle la membrana como
dispersando el peptidomimético en una matriz de polímero o
gel.
Las formulaciones oftálmicas, pomadas oftálmicas,
polvos, disoluciones y similares también se contemplan como
que están dentro del alcance de la presente invención.
Las composiciones farmacéuticas de la presente
invención adecuadas para administración parenteral
comprenden un agente terapéutico de PYY en combinación con
una o más disoluciones, dispersiones, suspensiones o
emulsiones acuosas o no acuosas isotónicas estériles
farmacéuticamente aceptables, o polvos estériles que pueden
reconstituirse en disoluciones o dispersiones inyectables
estériles justo antes de uso que pueden contener
antioxidantes, tampones, agentes bacteriostáticos, solutos
que convierten la formulación en isotónica con la sangre del
receptor previsto o agentes de suspensión o espesantes.
Ejemplos de vehículos acuosos y no acuosos adecuados
que pueden emplearse en las composiciones farmacéuticas de
la invención incluyen agua, etanol, polioles (por ejemplo,
tales como glicerina, propilenglicol, polietilenglicol y
similares) y mezclas adecuadas de los mismos, aceites
vegetales tales como aceite de oliva, y ésteres orgánicos
inyectables tales como oleato de etilo. La fluidez apropiada
puede mantenerse, por ejemplo, mediante el uso de materiales
de recubrimiento tales como lecitina, mediante el
mantenimiento del tamaño de partícula requerido en el caso
de dispersiones y mediante el uso de tensioactivos.
Estas composiciones también pueden contener adyuvantes
tales como conservantes, agentes humectantes, agentes
emulsionantes y agentes dispersantes. La prevención de la
acción de microorganismos puede garantizarse por la
inclusión de diversos agentes antibacterianos y
antifúngicos, por ejemplo, parabeno, clorobutanol, fenol,
ácido sórbico y similares. También puede desearse incluir
agentes isotónicos tales como azúcares, cloruro sódico y
similares en las composiciones. Además, la absorción
prolongada de la forma farmacéutica inyectable puede
provocarse por la inclusión de agentes que retrasan la
absorción tales como monoestearato de aluminio y gelatina.
En algunos casos, con el fin de prolongar el efecto de
un fármaco, se desea ralentizar la absorción del fármaco de
la inyección subcutánea o intramuscular. Esto puede llevarse
a cabo mediante el uso de una suspensión líquida de material
cristalino o amorfo que tiene escasa solubilidad en agua. La
tasa de absorción del fármaco depende entonces de su tasa de
disolución que, a su vez, puede depender del tamaño del
cristal y la forma cristalina. Alternativamente, la
absorción retardada de una forma de fármaco administrado
parenteralmente se lleva a cabo disolviendo o suspendiendo
el fármaco en un vehículo de aceite.
Las formas de liberación prolongada inyectables se
preparan formando matrices microencapsuladas de un agente
terapéutico de PYY o en polímeros biodegradables tales como
polilactida-poliglicolida. Dependiendo de la relación de
fármaco con respecto a polímero y la naturaleza del polímero
particular empleado, la tasa de liberación de fármaco puede
controlarse. Ejemplos de otros polímeros biodegradables
incluyen poli(ortoésteres) y poli(anhídridos). Las
formulaciones inyectables de liberación prolongada también
se preparan atrapando el fármaco en liposomas o
microemulsiones que son compatibles con el tejido del
cuerpo.
Si un agente terapéutico de PYY o composiciones
celulares se administran como un fármaco a seres humanos y
animales, pueden administrarse por sí mismos o como una
composición farmacéutica que contiene, por ejemplo, 0,1 al
99,5% (más preferentemente, 0,5 al 90%) de principio activo
en combinación con un vehículo farmacéuticamente aceptable.
Las preparaciones de agentes pueden administrarse por
vía oral, parenteralmente, tópicamente o rectalmente. Por
supuesto, se administran mediante formas adecuadas para cada
vía de administración. Por ejemplo, se administran en
comprimidos o forma de cápsula, mediante inyección,
inhalación, loción oftálmica, pomada, supositorio, etc.,
administración mediante inyección, infusión o inhalación;
tópica mediante loción o pomada; y rectal mediante
supositorios. Se prefiere la administración por vía oral.
Los términos "administración parenteral" y
"administrado parenteralmente" como se usan en este
documento significan modos de administración distintos de
administración enteral y tópica, normalmente mediante
inyección e incluyen, sin limitación, inyección intravenosa,
intramuscular, intraarterial, intratecal, intracapsular,
intraorbital, intracardiaca, intradérmica, intraperitoneal,
transtraqueal, subcutánea, subcuticular, intraarticular,
subcapsular, subaracnoidea, intraespinal e intraesternal e
infusión.
Los términos "administración sistémica", "administrado
sistémicamente", "administración periférica" y "administrado
periféricamente" como se usan en este documento significan
la administración de un agente terapéutico de PYY, fármaco u
otro material distinta de directamente en el sistema
nervioso central, de forma que entra al sistema del paciente
y, por tanto, es sometido a metabolismo y otros métodos
similares, por ejemplo, administración subcutánea.
Un agente terapéutico de PYY puede administrarse a
seres humanos y otros animales para terapia mediante
cualquier vía de administración adecuada que incluye por vía
oral, nasal como, por ejemplo, un spray, rectalmente,
intravaginalmente, parenteralmente, intracisternalmente y
tópicamente, como mediante polvos, pomadas o gotas, que
incluye bucalmente y sublingualmente.
Independientemente de la vía de administración
seleccionada, un agente terapéutico de PYY que puede usarse
en una forma hidratada adecuada, y/o las composiciones
farmacéuticas de la presente invención, se formulan en
formas farmacéuticas farmacéuticamente aceptables mediante
métodos convencionales conocidos para aquellos expertos en
la materia.
Los niveles de dosificación reales de los principios
activos en las composiciones farmacéuticas de la presente
invención pueden variar de forma que se obtenga una cantidad
del principio activo que es eficaz para lograr la respuesta
terapéutica deseada para un paciente particular, composición
y modo de administración sin ser tóxica para el paciente.
(vi) Administración conjunta
Otro aspecto de la invención proporciona una terapia
conjunta en la que uno o varios agentes terapéuticos van a
administrarse con un péptido PYY. Tal tratamiento conjunto
puede lograrse mediante la dosificación simultánea,
secuencial o separada de los componentes individuales del
tratamiento.
En una realización, un péptido PYY va a administrarse
solo o en combinación con otros agentes que aumentan la
actividad biológica de PYY, el efecto biológico de PYY o
para aliviar cualquier posible efecto secundario. Por
ejemplo, el documento WO 9511689 describe el uso de
inhibidores de dipeptidilpeptidasa tales como inhibidores de
la enzima dipeptidilpeptidasa IV (DPIV), que pueden inhibir
la proteolisis de PYY, aumentando así la semivida en plasma
de PYY. Por tanto, en una realización preferida, un péptido
PYY va a administrarse conjuntamente con un inhibidor de
dipeptidilpeptidasa.
Los agentes colinérgicos son potentes moduladores de la
liberación de insulina que actúan mediante receptores
muscarínicos. Además, el uso de tales agentes puede tener el
beneficio añadido de disminuir los niveles de colesterol, a
la vez que aumentan los niveles de HDL. Antagonistas de
receptores muscarínicos adecuados incluyen sustancias que
bloquean directa o indirectamente la activación de
receptores colinérgicos muscarínicos. Tales sustancias son
selectivas (o se usan en cantidades que promueven tal
selectividad) para el receptor M1. Ejemplos incluyen aminas
cuaternarias (por ejemplo, metantelina, ipratropio y
propantelina), aminas terciarias (por ejemplo, como
diciclomina, escopolamina) y aminas tricíclicas (por
ejemplo, telenzepina). También están incluidas pirenzepina y
la metilescopolamina. Otros antagonistas de receptores
muscarínicos adecuados incluyen benzotropina (comercialmente
disponible como COGENTIN de Merck), clorhidrato de
hexahidro-sila-difenidol (clorhidrato de HHSID desvelado en
Lambrecht y col. (1989) Trends in Pharmacol. Sci.
10(Suppl):60; hemioxalato de xanteno-9-carboxilato de (+/-)3-quinuclidinilo (hemioxalato de QNX; Birdsall y col. (1983)
Trends in Pharmacol. Sci. 4:459; diclorhidrato de
telenzepina (Coruzzi y col. (1989) Arch. Int. Pharmacodyn.
Ther. 302:232; y Kawashima y col. (1990) Gen. Pharmacol.
21:17) y atropina. Las dosificaciones de tales antagonistas
de receptores muscarínicos estarán generalmente sujetas a
optimización como se ha explicado resumidamente
anteriormente. En el caso de trastornos del metabolismo de
los lípidos, la optimización de la dosificación puede ser
necesaria independientemente de si la administración está
controlada mediante referencia a la ventana de sensibilidad
al metabolismo de los lípidos o no.
En términos de regular el metabolismo de la insulina y
de los lípidos y reducir los trastornos anteriores, un
agente terapéutico de PYY o composiciones celulares también
pueden actuar sinérgicamente con inhibidores de prolactina
tales como agonistas de dopamina d2 (por ejemplo,
bromocriptina). Por consiguiente, el método descrito puede
incluir la administración conjunta de tales inhibidores de
prolactina como ergoalcaloides inhibidores de prolactina y
agonistas de dopamina inhibidora de prolactina. Ejemplos de
compuestos adecuados incluyen 2-bromo-alfa-ergocriptina, 6metil-8-beta-carbobenciloxiaminoetil-10-alfa-ergolina, 8acilaminoergolinas, 6-metil-8-alfa-(N-acil)amino-9-ergolina,
6-metil-8-alfa-(N-fenilacetil)amino-9-ergolina, ergocornina,
9,10-dihidroergocornina, ergolinas D-2-halo-6-alquil-8sustituidas, D-2-bromo-6-metil-8-cianometilergolina,
carbidopa, benserazida y otros inhibidores de
dopadescarboxilasa, L-dopa, dopamina y sales no tóxicas de
las mismas.
Agonistas tales como Ach, colecistoquinina (CCK) o bombesina se unen a los receptores de la superficie celular que están acoplados mediante la proteína G heterotrimérica Gq a fosfolipasa C (PLC). La ocupación de receptores activa PLC con la posterior generación de IP3 y DAG por la hidrólisis de PIP3. El Ca2+ liberado del retículo endoplásmico por IP3 puede ser importante para la activación de las isoformas y β de PKC y DAG puede activar las isoformas , β, y de PKC.
También puede usarse un agente terapéutico de PYY o
composiciones celulares conjuntamente con agentes que actúan
en el canal de potasio dependiente de ATP de células β tales
como glibenclamida, glipizida, gliclazida y AG-EE 623 ZW.
PYY o su análogo o mimético también pueden aplicarse
ventajosamente en combinación con otros agentes orales tales
como metformina y compuestos relacionados o inhibidores de
glucosidasa como, por ejemplo, acarbosa.
(vii) Detección del genotipo de PYY
En este documento también se describen ensayos de
diagnóstico para acceder al riesgo de un paciente que
desarrolla diabetes u otro trastorno metabólico de la
glucosa, y para determinar la patología de pacientes que ya
han sido diagnosticados con tales trastornos. La regulación
de PYY puede monitorizarse con el fin de identificar
pacientes en riesgo de desarrollar diabetes de tipo II.
En particular, el ensayo puede evaluar una disminución
en el nivel de PYY en el suero u otro fluido corporal del
paciente. Tales disminuciones pueden ser el resultado de,
entre otros, una disminución en el nivel de expresión o
secreción de PYY, o una disminución en la semivida en suero
de la proteína. El ensayo también puede detectar proteínas
PYY mutadas, por ejemplo, basándose en la bioactividad o la
aparición o desaparición de un epítopo que puede dar lugar a
una disminución de la actividad, por ejemplo, reducción de
la unión a receptor o pérdida o actividad agonista. Además,
el ensayo puede detectar anomalías del nivel del gen PYY,
por ejemplo, mutaciones puntuales tales como cambios de
pares de bases, adiciones o deleciones de la secuencia
codificante o secuencias reguladoras de la transcripción.
Por consiguiente, se proporciona el método para
determinar si un sujeto está en riesgo de un trastorno
caracterizado por disminución de la sensibilización a
glucosa. El método puede caracterizarse generalmente como
que comprende detectar en una muestra de células del sujeto
la presencia o ausencia de una lesión genética caracterizada
por al menos uno de (i) una alteración que afecta a la
integridad de un gen que codifica una proteína PYY, (ii) la
mala expresión del gel de PYY o (iii) modificación anómala
del producto génico de PYY. Para ilustrar, tales lesiones
genéticas pueden detectarse determinando la existencia de al
menos uno de (i) una deleción de uno o más nucleótidos de un
gen PYY, (ii) una adición de uno o más nucleótidos a un gen
PYY, (iii) una sustitución de uno o más nucleótidos de un
gen PYY, (iv) una transposición cromosómica bruta de un gen
PYY, (v) una alteración bruta en el nivel de un trascrito de
ARN mensajero de un gen PYY, (vii) modificación anómala de
un gen PYY tal como del patrón de metilación del ADN
genómico, (vii) la presencia de un patrón de corte y empalme
de tipo natural de un transcrito de ARN mensajero de un gen
PYY, (viii) un nivel de tipo natural de una proteína PYY,
(ix) pérdida alélica del PYY, y (x) modificación
postraduccional inapropiada de una proteína PYY. Como se
explica más adelante, se proporciona un gran número de
técnicas de ensayo para detectar lesiones en un gen PYY, y
lo que es más importante, proporcionar la capacidad para
distinguir entre diferentes causas moleculares subyacentes
al crecimiento proliferación y/o diferenciación celular
anómalos dependientes de PYY. El ensayo puede usarse para
detectar mutaciones puntuales de la secuencia señal de
secreción que elimina el sitio de secreción de la proteína
PYY madura. Por ejemplo, el ensayo puede detectar un cambio
de pares de bases que da lugar a Thr (-17) -Asn o Thr (-16)
-Pro.
Pueden usarse sondas de ácido nucleico para determinar
el fenotipo de PYY de muestras de células y tejidos, por
ejemplo, como parte de un kit de prueba de diagnóstico para
identificar células o tejidos que expresa mal PYY, tal como
midiendo un nivel de un ácido nucleico que codifica PYY en
una muestra de células de un paciente; por ejemplo, detectar
niveles de ARNm de PYY o determinar si un gen PYY genómico
ha sido mutado o delecionado.
Para ilustrar, pueden generarse sondas de nucleótidos a
partir de los genes PYY objeto que facilitan el cribado
histológico de tejido intacto y muestras de tejido para la
presencia (o ausencia) de transcritos que codifican PYY.
Similar a los usos de diagnóstico de anticuerpos dirigidos
contra PYY, más adelante, el uso de sondas dirigidas hacia
mensajes de PYY o hacia secuencias de PYY genómico puede
usarse para la evaluación tanto predictiva como terapéutica
de mutaciones alélicas que pueden manifestarse en, por
ejemplo, trastornos neoplásicos o hiperplásicos (por
ejemplo, crecimiento celular no deseado) o diferenciación
anormal de tejido. Usado conjuntamente con inmunoensayos
como se describen más adelante, las sondas de
oligonucleótidos pueden ayudar a facilitar la determinación
de la base molecular para un trastorno de desarrollo que
puede implicar alguna anomalía asociada a expresión (o falta
de la misma) de una proteína PYY. Por ejemplo, la variación
en la síntesis de polipéptidos, modificación postraduccional
o semivida puede diferenciarse de una mutación en una
secuencia codificante.
Se describe una composición de ácido nucleico que
comprende una sonda de oligonucleótidos (purificada) que
incluye una región de secuencia de nucleótidos que puede
hibridarse con una secuencia de sentido directo o de sentido
contrario de un gen PYY tal como se representa por SEQ ID
No: 1, o mutantes que se producen naturalmente del mismo, o
secuencias flanqueantes en 5' o 3' o secuencias intrónicas
naturalmente asociadas al gen PYY objeto o mutantes que se
producen naturalmente del mismo. El ácido nucleico de una
célula se convierte en accesible para la hibridación, la
sonda se expone al ácido nucleico de la muestra y se detecta
la hibridación de la sonda con el ácido nucleico de muestra.
Tales técnicas pueden usarse para detectar lesiones en
cualquiera del nivel genómico o de ARNm que incluye
deleciones, sustituciones, etc., además de para determinar
niveles de transcritos de ARNm.
La detección de la lesión puede comprender utilizar la
sonda/cebador en una reacción en cadena de la polimerasa
(PCR) (véanse, por ejemplo las patentes de EE.UU. nº
4.683.195 y 4.683.202), tal como la PCR de anclaje o PCR
RACE o, alternativamente, en una reacción en cadena de
ligación (LCR) (véanse, por ejemplo, Landegran y col.,
(1988) Science 241:1077-1080; y Nakazawa y col., (1944) PNAS
91:360-364), pudiendo ser la última particularmente útil
para detectar mutaciones puntuales en el gen PYY. El método
puede incluir las etapas de (i) recoger una muestra de
células de un paciente, (ii) aislar ácido nucleico (por
ejemplo, genómico, ARNm o ambos) de las células de la
muestra, (iii) poner en contacto la muestra de ácido
nucleico con uno o más cebadores que se hibridan
específicamente con un gen PYY bajo condiciones tales que se
produzca la hibridación y la amplificación del gen PYY (si
está presente), y (iv) detectar la presencia o ausencia de
un producto de amplificación, o detectar el tamaño del
producto de amplificación y comparar la longitud con una
muestra de control.
En el ensayo, las mutaciones en un gen PYY de una
célula de muestra se identifican por las alteraciones en los
patrones de escisión de enzimas de restricción. Por ejemplo,
el ADN de muestra y de control se aísla, se amplifica
(opcionalmente), se digiere con una o más endonucleasas de
restricción y los tamaños de longitud del fragmento se
determinan por electroforesis en gel. Además, puede usarse
el uso de ribozimas específicas de secuencia (véase, por
ejemplo, la patente de EE.UU. nº 5.498.531) para puntuar la
presencia de mutaciones específicas mediante el desarrollo o
la pérdida de un sitio de escisión de ribozima.
Además, puede usarse cualquiera de una variedad de
reacciones de secuenciación conocidas en la técnica para
secuenciar directamente el gen PYY y detectar mutaciones
comparando la secuencia del PYY de muestra con la secuencia
natural (control) correspondiente. Reacciones de
secuenciación a modo de ejemplo incluyen aquellas basadas en
técnicas desarrolladas por Maxim y Gilbert (Proc. Natl Acad
Sci USA (1977) 74:560) o Sanger (Sanger y col. (1977) Proc.
Nat. Acad. Sci 74:5463). También se contempla que pueda
utilizarse cualquiera de una variedad de métodos de
secuenciación automatizados cuando se realizan los ensayos
(Biotechniques (1995) 19:448), incluyendo por secuenciación
por espectrometría de masas (véanse, por ejemplo publicación
PCT WO 94/16101; Cohen y col. (1996) Adv Cromatogr 36:127162; y Griffin y col. (1993) Appl Biochem Biotechnol 38:147159). Será evidente para un experto en la materia que la
aparición de sólo una, dos o tres de las bases de ácidos
nucleicos puede necesitar determinarse en la reacción de
secuenciación. Por ejemplo, puede llevarse a cabo extensión
de A o similares, por ejemplo, cuando sólo se detecta un
ácido nucleico.
La memoria descriptiva también describe que la
protección de los agentes de escisión (tales como una
nucleasa, hidroxilamina o tetróxido de osmio y con
piperidina) puede usarse para detectar bases desapareadas en
heterodúplex de ARN/ARN o ARN/ADN (Myers y col. (1985)
Science 230:1242). En general, la técnica de la materia de
la "escisión por desapareamiento" empieza proporcionando
heterodúplex formados hibridando ARN o ADN (marcado) que
contienen la secuencia de PYY natural con ARN o ADN
posiblemente mutante obtenido de una muestra de tejido. Los
dúplex bicatenarios se tratan con un agente que escinde
regiones monocatenarias del dúplex tal que existirán debido
a desapareamientos de pares de bases entre las cadenas de
control y de muestra. Por ejemplo, los dúplex de ARN/ADN
pueden tratarse con RNasa e híbridos de ADN/ADN tratados con
S1 nucleasa para digerir enzimáticamente las regiones
desapareadas. Además, tanto los dúplex de ADN/ADN como de
ARN/ADN pueden tratarse con hidroxilamina o tetróxido de
osmio y con piperidina con el fin de digerir regiones
desapareadas. Después de la digestión de las regiones
desapareadas, el material resultante se separa entonces por
tamaño en geles de poliacrilamida desnaturalizantes para
determinar el sitio de mutación. Véanse, por ejemplo, Cotton
y col. (1988) Proc. Natl Acad Sci USA 85:4397; Saleeba y
col. (1992) Methods Enzymod. 217:286-295. Además, el ADN o
el ARN de control puede marcarse para la detección.
La memoria descriptiva también describe que la reacción
de escisión por desapareamiento emplea una o más proteínas
que reconocen pares de bases desapareadas en ADN bicatenario
(las llamadas enzimas de "reparación de desapareamientos de
ADN") en sistemas definidos para detectar y mapear
mutaciones puntuales en ADNc de PYY obtenidos a partir de
muestras de células. Por ejemplo, la enzima mutY de E. coli
escinde A en desapareamientos G/A y la timidina ADN
glicosilasa de células HeLa escinde T en desapareamientos
G/T (Hsu y col. (1994) Carcinogenesis 15:1657-1662). Una
sonda basada en una secuencia de PYY, por ejemplo, una
secuencia de PYY natural, puede hibridarse con un ADNc u
otro producto de ADN de célula(s) de prueba. El dúplex se
trata con una enzima de reparación de desapareamientos de
ADN, y los productos de escisión, si los hay, pueden
detectarse a partir de protocolos de electroforesis o
similares. Véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. nº
5.459.039.
Además, pueden usarse las alteraciones en la movilidad
electroforética para identificar mutaciones en genes PYY.
Por ejemplo, puede usarse el polimorfismo de conformación
monocatenario (SSCP) para detectar diferencias en la
movilidad electroforética entre ácidos nucleicos mutantes y
naturales (Orita y col. (1989) Proc Natl. Acad Sci USA
86:2766, véanse también Cotton (1993) Mutat Res 283:125-144;
y Hayashi (1992) Genet Anal Tech Appl 9:73-79). Los
fragmentos de ADN monocatenarios de ácidos nucleicos de PYY
de muestra y control serán desnaturalizados y se les
permitirá renaturalizarse. La estructura secundaria de
ácidos nucleicos monocatenarios varía según la secuencia, la
alteración resultante en la movilidad electroforética
permite la detección de incluso un único cambio de base. Los
fragmentos de ADN pueden marcarse o detectarse con sondas
marcadas. La sensibilidad del ensayo puede intensificarse
usando ARN (en vez de ADN) en el que la estructura
secundaria es más sensible a un cambio en la secuencia. El
método descrito puede utilizar análisis de heterodúplex para
separar moléculas de heterodúplex bicatenarias basándose en
cambios en la movilidad electroforética (Keen y col. (1991)
Trends Genet 7:5).
También se ensaya el movimiento de fragmentos mutantes
o naturales en geles de poliacrilamida que contienen un
gradiente de desnaturalizante usando electroforesis en gel
con gradiente desnaturalizante (DGGE) (Myers y col. (1985)
Nature 313:495). Si se usa DGGE como método de análisis, el
ADN se modificará para asegurar que no se desnaturaliza
completamente, por ejemplo, añadiendo un cepo de GC de
aproximadamente 40 pb de ADN rico en GC de alto punto de
fusión por PCR. Además, puede usarse un gradiente de
temperatura en lugar de un gradiente de agente
desnaturalizante para las diferencias de identidad en la
movilidad de ADN de control y de muestra (Rosenbaum y
Reissner (1987) Biophys Chem 265:12753).
Ejemplos de otras técnicas para detectar mutaciones
puntuales incluyen, pero no se limitan a, hibridación de
oligonucleótidos selectivos, amplificación selectiva o
extensión de cebadores selectivos. Por ejemplo, pueden
prepararse cebadores de oligonucleótidos en los que la
mutación conocida se coloca centradamente y luego se hibrida
con ADN diana en condiciones que sólo permiten la
hibridación si se encuentra un apareamiento perfecto (Saiki
y col. (1986) Nature 324:163); Saiki y col. (1989) Proc.
Nat/ Acad, Sci USA 86:6230). Tales técnicas de hibridación
de oligonucleótidos específicos de alelo pueden usarse para
probar una mutación por reacción cuando los oligonucleótidos
se hibridan con ADN diana amplificado por PCR o varias
mutaciones diferentes cuando los oligonucleótidos están
unidos a la membrana de hibridación y se hibridan con ADN
diana marcado.
Alternativamente, la tecnología de amplificación
específica de alelo que depende de la amplificación por PCR
selectiva puede usarse conjuntamente con el método descrito.
Los oligonucleótidos usados como cebadores para la
amplificación específica pueden llevar la mutación de
interés en el centro de la molécula (de manera que la
amplificación depende de la hibridación diferencial) (Gibbs
y col. (1989) Nucleic Acids Res. 17:2437-2448) o en el
extremo 3' de un cebador en el que, bajo condiciones
apropiadas, pueden evitarse desapareamientos, o reducirse la
extensión de la polimerasa (Prossner (1993) Tibtech 11:238).
Además, puede desearse introducir un sitio de restricción
novedoso en la región de la mutación para crear detección
basada en escisión (Gasparini y col. (1992) Mol. Cell Probes
6:1). Se anticipa que la amplificación también puede
realizarse usando Taq ligasa para la amplificación (Barany
(1991) Proc. Natl. Acad. Sci USA 88:189). En tales casos, la
ligación sólo se producirá si hay un apareamiento perfecto
en el extremo 3' de la secuencia en 5', haciendo que sea
posible detectar la presencia de una mutación conocida en un
sitio específico buscando la presencia o ausencia de
amplificación.
La memoria descriptiva también describe que los
patrones de metilación anómala de un gen PYY pueden
detectarse digiriendo ADN genómico de una muestra de
paciente con una o más endonucleasas de restricción que son
sensibles a metilación y para las que existen sitios de
reconocimiento en el gen PYY (incluyendo en las secuencias
flanqueantes e intrónicas). Véase, por ejemplo, Buiting y
col. (1994) Human Mol Gener 3:893-895. El ADN digerido se
separa por electroforesis en gel y se hibrida con sondas
derivadas de, por ejemplo, secuencias genómicas o de ADN. El
estado de metilación del gen PYY puede determinarse
comparando el patrón de restricción generado a partir del
ADN de muestra con el de un patrón de metilación conocido.
El nivel de una proteína PYY puede detectarse por
inmunoensayo. Por ejemplo, pueden obtenerse muestras de
suero, y el nivel de una proteína PYY presente en la muestra
puede cuantificarse por de técnicas de inmunoensayo
convencionales.
El ensayo objeto puede diseñarse para detectar
modificación postraduccional anómala de la proteína PYY tal
como fosforilación anómala, prenilación, modificación de
lípidos, ubiquitinación y/o degradación. El ensayo también
puede usarse para evaluar la localización de tejidos de PYY.
Según el método de diagnóstico y de pronóstico descrito
en este documento se detectan alteraciones del locus de PYY
natural que producen la pérdida de función de PYY. Además,
el método puede realizarse detectando el locus de PYY
natural y confirmando la falta de una predisposición para
diabetes en el locus de PYY. "Alteración de un gen natural"
engloba todas las formas de mutaciones que incluyen
deleciones, inserciones y mutaciones puntuales en las
regiones codificantes y no codificantes. Las deleciones
pueden ser de todo el gen o de sólo una parte del gen. Las
mutaciones puntuales pueden producir codones de terminación,
mutaciones por desfase del marco de lectura o sustituciones
de aminoácidos. Las mutaciones somáticas son aquellas que
sólo se producen en ciertos tejidos y no son heredadas en la
línea germinal. Por tanto, el hallazgo de mutaciones de PYY
puede proporcionar tanto información de diagnóstico como de
pronóstico. Un alelo de PYY que no está delecionado (por
ejemplo, encontrado en el cromosoma hermano de un cromosoma
que lleva una deleción de PYY) puede cribarse para otras
mutaciones tales como inserciones, pequeñas deleciones y
mutaciones puntuales. Los acontecimientos de mutaciones
puntuales pueden producirse en regiones reguladoras tales
como en el promotor del gen, conduciendo a la pérdida o
disminución de expresión del ARNm. Las mutaciones puntuales
también pueden abolir el procesamiento de ARN apropiado,
conduciendo a la pérdida de la expresión del producto génico
de PYY, o a una disminución en la estabilidad o eficiencia
de traducción de ARNm.
Como se ha expuesto anteriormente, las técnicas de
diagnóstico útiles incluyen, pero no se limitan a,
hibridación in situ fluorescente (FISH), secuenciación
directa de ADN, análisis por PFGE, análisis de transferencia
de Southern, análisis de conformación monocatenaria (SSCA),
ensayo de protección de RNasa, oligonucleótido específico de
alelo (ASO), análisis de transferencia puntual LCR y PCR SSCP.
Continuando con la discusión anterior, hay varios
métodos que pueden usarse para detectar la variación de
secuencias de ADN. La secuenciación directa de ADN, tanto la
secuenciación manual como la secuenciación fluorescente
automatizada, puede detectar la variación de secuencias.
Para un gen tan grande como PYY, la secuenciación manual no
es necesariamente muy laboriosa, y bajo condiciones óptimas,
las mutaciones en la secuencia codificante de un gen rara
vez se perderán. Otra solución es el ensayo de polimorfismo
de conformación monocatenaria (SSCA). Este método no detecta
todos los cambios de secuencias, especialmente si el tamaño
del fragmento de ADN es superior a 200 pb, pero puede
optimizarse para detectar la mayoría de las variaciones de
las secuencias de ADN. La reducida sensibilidad de la
detección es una desventaja, pero el aumento de rendimiento
posible con SSCA hace que sea una alternativa viable
atractiva para dirigir la secuenciación a la detección de
mutaciones durante una investigación. Los fragmentos que
tienen movilidad desfasada en geles de SSCA se secuencian
luego para determinar la naturaleza exacta de la variación
de secuencias de ADN. Otra solución basada en la detección
de desapareamientos entre las dos cadenas de ADN
complementarias incluye electroforesis en gel
desnaturalizante fijado (CDGE), análisis de heterodúplex
(HA) y escisión por desapareamiento químico (CMC). Ninguno
de los métodos descritos anteriormente detectará grandes
deleciones, duplicaciones o inserciones, ni detectará una
mutación reguladora que afecte la transcripción o traducción
de la proteína. Otros métodos que pueden detectar estas
clases de mutaciones tales como un ensayo de truncamiento de
proteínas o el ensayo asimétrico sólo detectan tipos
específicos de mutaciones y no detectarían mutaciones de
aminoácidos. Una vez se conoce una mutación puede utilizarse
una solución de detección específica de alelo tal como
hibridación de oligonucleótidos específicos de alelo (ASO)
para cribar rápidamente grandes cantidades de otras muestras
para esa misma mutación.
Puede realizarse un análisis preliminar rápido para
detectar polimorfismos en secuencias de ADN mirando en una
serie de transferencias Southern de ADN cortadas con una o
más enzimas de restricción, preferentemente con una gran
cantidad de enzimas de restricción. Cada transferencia
contiene una serie de individuos normales y una serie de
casos de cáncer, tumores, o ambos. Las transferencias
Southern que muestran fragmentos de hibridación (que se
diferencian en la longitud del ADN de control cuando se
sondan con secuencias próximas o que incluyen el locus de
PYY) indican una posible mutación. Si se usan enzimas de
restricción que producen fragmentos de restricción muy
largos, entonces se emplea electroforesis en gel de campo
pulsado (PFGE).
La detección de mutaciones puntuales puede llevarse a
cabo por clonación molecular del (de los) alelo(s) de PYY y
secuenciación del (de los) alelo(s) usando técnicas muy
conocidas en la técnica. Alternativamente, las secuencias
del gen pueden amplificarse directamente a partir de una
preparación de ADN genómico usando técnicas conocidas.
Entonces, puede determinarse la secuencia de ADN de las
secuencias amplificadas.
Hay muchos métodos muy conocidos para una prueba más
completa, todavía indirecta, para confirmar la presencia de
un alelo de susceptibilidad que incluyen: 1) análisis de
conformación monocatenaria (SSCA); 2) electroforesis en gel
con gradiente desnaturalizante (DGGE); 3) ensayos de
protección de RNasa; 4) oligonucleótidos específicos de
alelo (ASO); 5) el uso de proteínas que reconocen
desapareamientos de nucleótidos tales como la proteína mutS
de E. coli; y 6) PCR específica de alelo. Para la PCR
específica de alelo se usan cebadores que se hibridan en sus
extremos 3' con una mutación de PYY particular. Si la
mutación de PYY particular no está presente, no se observa
un producto de amplificación. También puede usarse la
amplificación refractaria de sistemas de mutaciones (ARMS)
como se desvela en la publicación de solicitud de patente
europea nº 0332435. Las inserciones y deleciones de genes
también pueden detectarse mediante clonación, secuenciación
y amplificación. Además, pueden usarse sondas de
polimorfismo de longitud del fragmento de restricción (RFLP)
para el gen o genes marcadores circundantes para puntuar la
alteración de un alelo o una inserción en un fragmento
polimórfico.
Un método tal es particularmente útil para cribar
parientes de un individuo afectado para la presencia de la
mutación de PYY encontrada en ese individuo. Pueden usarse
otras técnicas para detectar inserciones y deleciones como
se conocen en la técnica.
En los tres primeros métodos (SSCA, DGGE y ensayo de
protección de RNasa) aparece una nueva banda
electroforética. SSCA detecta una banda que migra de forma
diferente debido a que el cambio de secuencias produce una
diferencia en el apareamiento de bases intramoleculares
monocatenarias. La protección de RNasa implica la escisión
del polinucleótido mutante en dos fragmentos más pequeños o
más. DGGE detecta diferencias en las tasas de migración de
secuencias mutantes en comparación con secuencias naturales
usando un gel con gradiente desnaturalizante. En un ensayo
de oligonucleótidos específico de alelo se diseña un
oligonucleótido que detecta una secuencia específica, y el
ensayo se realiza detectando la presencia o la ausencia de
una señal de hibridación. En el ensayo de mutS, la proteína
sólo se une a secuencias que contienen un desapareamiento de
nucleótidos en un heterodúplex entre secuencias mutantes y
naturales.
Los desapareamientos según la presente invención son
dúplex de ácidos nucleicos hibridados en los que las dos
cadenas no tienen el 100% de complementariedad. La falta de
homología total puede ser debida a deleciones, inserciones,
inversiones o sustituciones. La detección de
desapareamientos puede usarse para detectar mutaciones
puntuales en el gen o en su producto de ARNm. Aunque estas
técnicas son menos sensibles que la secuenciación, son más
sencillas de realizar en un gran número de muestras de
tumor. Un ejemplo de una técnica de escisión por
desapareamiento es el método de protección de RNasa. En la
práctica de la presente invención, el método implica el uso
de una ribosonda marcada que es complementaria a la
secuencia codificante del gen PYY natural humano. La
ribosonda y tanto el ARNm como el ADN aislado del tejido
tumoral están fusionados (hibridados) juntos y
posteriormente se digieren con la enzima RNasa A que puede
detectar algunos desapareamientos en una estructura de ARN
dúplex. Si la RNasa A detecta un desapareamiento, se escinde
en el sitio del desapareamiento. Por tanto, si la
preparación de ARN fusionada se separa en una matriz de gel
electroforético, si un desapareamiento ha sido detectado y
escindido por RNasa A, se verá un producto de ARN que es más
pequeño que el ARN dúplex de longitud completa para la
ribosonda y el ARNm o ADN. La ribosonda no necesita ser la
longitud completa del ARNm o gen de PYY, pero puede ser un
segmento de cualquiera. Si la ribosonda comprende sólo un
segmento del ARNm o gen de PYY, se deseará usar varias de
estas sondas para cribar la secuencia de ARNm completa para
los desapareamientos.
En un modo similar pueden usarse sondas de ADN para
detectar desapareamientos mediante escisión enzimática o
química. Alternativamente, los desapareamientos pueden
detectarse mediante desfases en la movilidad electroforética
de dúplex desapareados con respecto a dúplex apareados. Con
tanto ribosondas como con sondas de ADN, el ARNm o ADN
celular que puede contener una mutación puede amplificarse
usando PCR (véase más adelante) antes de la hibridación. Los
cambios en el ADN del gen PYY también pueden detectarse
usando hibridación de Southern, especialmente si los cambios
son transposiciones macroscópicas tales como deleciones e
inserciones.
Las secuencias de ADN del gen PYY que han sido
amplificadas usando PCR también pueden cribarse usando
sondas específicas de alelo. Estas sondas son oligómeros de
ácidos nucleicos, conteniendo cada uno una región de la
secuencia del gen PYY que alberga una mutación conocida. Por
ejemplo, un oligómero puede tener aproximadamente 30
nucleótidos de longitud correspondientes a una parte de la
secuencia del gen PYY. Usando una batería de tales sondas
específicas de alelo pueden cribarse productos de
amplificación por PCR para identificar la presencia de una
mutación previamente identificada en el gen PYY. La
hibridación de sondas específicas de alelo con secuencias de
PYY amplificadas puede realizarse, por ejemplo, sobre un
filtro de nailon. La hibridación con una sonda particular
bajo condiciones de hibridación rigurosas indica la
presencia de la misma mutación en el tejido de tumor que en
la sonda específica de alelo.
La prueba más definitiva para las mutaciones en un
locus candidato es comparar directamente secuencias de PYY
genómicas de pacientes diabéticos con aquellas de una
población de control. Alternativamente, podría secuenciarse
ARN mensajero después de la amplificación, por ejemplo, por
PCR, eliminándose así la necesidad de determinar la
estructura de exones del gen candidato.
Las mutaciones de pacientes diabéticos que se
encuentran fuera de la región codificante de PYY pueden
detectarse examinando las regiones no codificantes tales
como intrones y secuencias reguladoras próximas o dentro del
gen PYY. Una indicación temprana de que las mutaciones en
regiones no codificantes son importantes puede proceder de
los experimentos de transferencia de Northern que revelan
moléculas de ARN mensajero de tamaño anormal o abundancia en
pacientes diabéticos con respecto a individuos de control.
La alteración de la expresión de ARNm de PYY puede
detectarse por cualquier técnica conocida en la materia.
Éstas incluyen análisis de transferencia de Northern,
amplificación por PCR y protección de RNasa. La disminución
de la expresión de ARNm indica una alteración del gen PYY
natural. La alteración de genes PYY naturales también puede
detectarse cribando la alteración de la proteína PYY
natural. Por ejemplo, pueden usarse anticuerpos monoclonales
inmunoreactivos con PYY para cribar un tejido. La falta de
antígeno relacionado indicaría una mutación de PYY. También
podrían usarse anticuerpos específicos para productos de
alelos mutantes para detectar producto génico de PYY
mutante. Tales ensayos inmunológicos pueden hacerse en
cualquier forma conveniente conocida en la técnica. Éstas
incluyen transferencias de Western, ensayos
inmunohistoquímicos y ensayos de ELISA. Puede usarse
cualquier medio para detectar una proteína de PYY alterada
para detectar la alteración de genes PYY naturales. Pueden
usarse ensayos funcionales tales como determinaciones de
unión a proteína. Además, pueden usarse ensayos que detectan
la función bioquímica de PYY. El encontrar un producto
génico de PYY mutante indica la alteración de un gen PYY
natural.
Los genes PYY mutantes o productos génicos también
pueden detectarse en otras muestras corporales humanas tales
como suero, heces, orina y esputo. Las mismas técnicas
tratadas anteriormente para la detección de genes PYY
mutantes o productos génicos en tejidos pueden aplicarse a
otras muestras corporales. Las células cancerosas se liberan
de tumores y aparecen en tales muestras corporales. Cribando
tales muestras corporales puede lograrse un simple
diagnóstico precoz para muchos tipos de trastornos
metabólicos de la glucosa que implica la pérdida de
sensibilización a glucosa pancreática. Además, el progreso
de la quimioterapia o la radioterapia puede monitorizarse
más fácilmente probando tales muestras corporales para genes
PYY mutantes o productos génicos.
Los pares de cebadores de la presente invención son
útiles para la determinación de la secuencia de nucleótidos
de un alelo de PYY particular usando PCR. Los pares de
cebadores de ADN monocatenario pueden fusionarse a
secuencias dentro de o que rodean el gen PYY en el cromosoma
con el fin de amplificar por cebado la síntesis de AND del
propio gen PYY. Un conjunto completo de estos cebadores
permite la síntesis de todos los nucleótidos de las
secuencias codificantes del gen PYY, es decir, los exones.
El conjunto de cebadores permite preferentemente la síntesis
de tanto secuencias de intrones como de exones. También
pueden usarse cebadores específicos de alelo. Tales
cebadores se fusionan sólo con alelos mutantes de PYY
particulares y, por tanto, sólo amplificarán un producto en
presencia del alelo mutante como molde.
Con el fin de facilitar la posterior clonación de
secuencias amplificadas, los cebadores pueden tener
secuencias de sitios de enzimas de restricción añadidas a
sus extremos 5'. Por tanto, todos los nucleótidos de los
cebadores se derivan de secuencias de PYY o secuencias
adyacentes a PYY, excepto los pocos nucleótidos necesarios
para formar un sitio de enzimas de restricción. Tales
enzimas y sitios son muy conocidos en la técnica. Los
propios cebadores pueden sintetizarse usando técnicas que
son muy conocidas en la técnica. Generalmente, los cebadores
pueden prepararse usando máquinas sintetizadoras de
oligonucleótidos que están comercialmente disponibles. Dada
la secuencia del marco de lectura abierto de PYY mostrado en
SEQ ID NO:1, el diseño de cebadores particulares, además de
los desvelados más adelante, también está dentro de la
habilidad de la materia.
(ix) Procedimientos de uso: Diagnóstico de ácidos nucleicos
y kits de diagnóstico
Con el fin de detectar la presencia de un alelo de PYY
que predispone a un individuo a diabetes, se prepara una
muestra biológica tal como una muestra de sangre o biopsia y
se analiza para la presencia o ausencia de alelos de
susceptibilidad de PYY. Con el fin de detectar la presencia
de diabetes, la progresión hacia diabetes o como un
indicador pronóstico, una muestra biológica se prepara y se
analiza para la presencia o ausencia de alelos de PYY
mutantes. Los resultados de estas pruebas e información
interpretativa son devueltos al personal sanitario para la
comunicación al individuo probado. Tales diagnósticos pueden
realizarse mediante laboratorios de diagnóstico o
alternativamente se fabrican kits de diagnóstico y se
comercializan a personal sanitario o a individuos privados
para el autodiagnóstico.
Inicialmente, el método de cribado puede implicar
amplificación de las secuencias de PYY relevantes. El método
de cribado puede implicar una estrategia no basada en PCR
para la amplificación tal como amplificación por
desplazamiento de cadenas (SDA) y similares. Tales métodos
de cribado pueden incluir metodologías de amplificación de
marcas en dos etapas que son muy conocidas en la técnica.
Tanto las estrategias de cribado basadas en PCR como no
basadas en PCR pueden detectar secuencias diana con un alto
nivel de sensibilidad.
El método más popular usado hoy en día es la
amplificación diana. Aquí, la secuencia de ácidos nucleicos
diana se amplifica con polimerasas. Un método
particularmente preferido usando amplificación impulsada por
polimerasa es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
La reacción en cadena de la polimerasa y otros ensayos de
amplificación impulsados por polimerasa pueden lograr un
aumento de más de un millón en el número de copias mediante
el uso de ciclos de amplificación accionada por polimerasa.
Una vez se ha amplificado, el ácido nucleico resultante
puede secuenciarse o usarse como un sustrato para sondas de
ADN.
Si las sondas se usan para detectar la presencia de las
secuencias diana (por ejemplo, en el cribado de
susceptibilidad a diabetes), la muestra biológica que va a
analizarse, tal como sangre o suero, puede tratarse, si se
desea, para extraer los ácidos nucleicos. El ácido nucleico
de muestra puede prepararse en diversas formas para
facilitar la detección de la secuencia diana; por ejemplo,
desnaturalización, digestión por restricción, electroforesis
o transferencia puntual. La región elegida como diana del
analito ácido nucleico normalmente debe ser al menos
parcialmente monocatenaria para formar híbridos con la
secuencia que elige diana de la sonda. Si la secuencia es
naturalmente monocatenaria, no se requerirá
desnaturalización. Sin embargo, si la secuencia es
bicatenaria, probablemente la secuencia necesitará
desnaturalizarse. La desnaturalización puede llevarse a cabo
por diversas técnicas conocidas en la técnica.
El ácido nucleico analito y la sonda se incuban en
condiciones que promueven la formación de híbridos estables
de la secuencia diana en la sonda con la secuencia elegida
como diana original en el analito. La región de las sondas
que se usa para unirse al analito puede prepararse
completamente complementaria a la región elegida como diana
del cromosoma humano que incluye el gen PYY. Por tanto, se
desean altas condiciones de rigurosidad con el fin de
prevenir falsos positivos. Sin embargo, las condiciones de
alta rigurosidad sólo se usan si las sondas son
complementarias a regiones del cromosoma que son únicas en
el genoma. La rigurosidad de hibridación se determina por
varios factores durante la hibridación y durante el método
de lavado que incluyen temperatura, fuerza iónica,
composición de la base, longitud de la sonda y concentración
de formamida. Estos factores se explican resumidamente en,
por ejemplo, Maniatis y col., anteriormente, y Sambrook y
col., anteriormente. En ciertas circunstancias puede
desearse la formación de híbridos de mayor orden tales como
triplex, quadrúplex, etc., para proporcionar los medios de
detección de secuencias diana.
La detección, si se produce, del híbrido resultante se
realiza normalmente usando sondas marcadas.
Alternativamente, la sonda puede estar sin marcar, pero
puede ser detectable por la unión específica a un ligando
que está marcado tanto directamente como indirectamente. Las
marcas adecuadas, y los métodos para marcar sondas y
ligandos, son conocidos en la técnica e incluyen, por
ejemplo, marcas radiactivas que pueden incorporarse mediante
métodos conocidos (por ejemplo, traslación de mellas, cebado
o fosforilado aleatorio), biotina, grupos fluorescentes,
grupos quimioluminiscentes (por ejemplo, dioxetanos,
particularmente dioxetanos desencadenados), enzimas,
anticuerpos y similares. La variaciones de este esquema
básico se conocen en la técnica e incluyen aquellas
variaciones que facilitan la separación de los híbridos que
van a detectarse de materiales externos y/o que amplifican
la señal del resto marcado.
Como se ha observado anteriormente, en la presente
invención también se contemplan ensayos de cribado no
basados en PCR. Un método no basado en PCR a modo de ejemplo
es la hibridación de una sonda de ácido nucleico (o un
análogo tal como un esqueleto de fosfonato de metilo que
sustituye el fosfodiéster normal) a la diana de ADN de bajo
nivel. Esta sonda puede tener una enzima covalentemente
ligada a la sonda de forma que el enlace covalente no
interfiera con la especificidad de la hibridación. Este
complejo de conjugado enzima-sonda-ácido nucleico diana
puede entonces aislarse del conjugado de sonda-enzima y se
añade un sustrato para la detección de enzimas. La actividad
enzimática se observa como un cambio en el revelado de color
o salida luminiscente que produce un aumento de 103-106 en
la sensibilidad.
En la técnica se conocen metodologías de amplificación
de marcas de dos etapas. Estos ensayos parten del principio
que un pequeño ligando (tal como digoxigenina, biotina o
similares) está unido a una sonda de ácido nucleico que
puede unirse específicamente con PYY. Las sondas a modo de
ejemplo pueden desarrollarse basándose en la secuencia
expuesta en SEQ ID NO:1. Las sondas específicas de alelo
también se contemplan dentro del alcance de este ejemplo, y
sondas específicas de alelo a modo de ejemplo incluyen
sondas que engloban las mutaciones predisponentes que
producen la pérdida de secreciones de PYY de una disminución
en la semivida en suero.
En un ejemplo, el ligando pequeño unido a la sonda de
ácido nucleico es específicamente reconocido por un
conjugado anticuerpo-enzima. En una realización de este
ejemplo, la digoxigenina está unida a la sonda de ácido
nucleico. La hibridación se detecta por un conjugado de
anticuerpo-fosfatasa alcalina que hace de sustrato
quimioluminiscente. En un segundo ejemplo, el ligando
pequeño es reconocido por un segundo conjugado ligando-
enzima que puede complejarse específicamente con el primer
ligando. Una realización muy conocida de este ejemplo es el
tipo de interacciones de biotina-avidina.
También se contempla dentro del alcance de la presente
invención que los ensayos de sondas de ácido nucleico
descritos en este documento puedan emplear una mezcla de
sondas de ácido nucleico que puedan detectar secuencias de
PYY. Por tanto, en un ejemplo para detectar la presencia de
PYY en una muestra de células se emplea más de una sonda
complementaria a PYY y en particular el número de sondas
diferentes es alternativamente 2, 3 ó 5 secuencias de sondas
de ácidos nucleicos diferentes. En otro ejemplo, para
detectar la presencia de mutaciones en la secuencia del gen
PYY en un paciente se emplea más de una sonda complementaria
a PYY en la que la mezcla incluye sondas que pueden unirse a
las mutaciones específicas de alelo identificadas en
poblaciones de pacientes con alteraciones en PYY. En este
caso puede usarse cualquier número de sondas, e incluirán
preferentemente sondas correspondientes a las mutaciones de
genes principales identificadas como predisponentes a
individuo a, por ejemplo, un cáncer particular.
Ejemplos
Se compraron péptidos de hormonas derivadas del
intestino que incluyen PP, NPY, NPK, PYY, secretina, GLP-1 y
bombesina de Sigma. Se obtuvo colagenasa de tipo XI de
Sigma. El medio de cultivo RPMI 1640 y el suero bovino fetal
se obtuvieron de Gibco. Un kit de radioinmunoensayo que
contiene un anticuerpo dirigido contra insulina (kit de
[125I]-RIA) se compró de Linco, St Louis.
Se obtuvieron islotes de rata posparto de ratas de P0-2
años. Los islotes de rata adulta se obtuvieron de ratas de
6-8 semanas. Los islotes de rata fetal se obtuvieron del
siguiente modo. Se sacrificaron ratas hembra gestantes en el
día de gestación e21. Los fetos se sacaron del útero. De
cada camada se diseccionaron 10-14 páncreas y se lavaron dos
veces en tampón Hanks. Los páncreas se reunieron, se
suspendieron en 6 ml de 1 mg/ml de colagenasa (tipo XI,
Sigma) y se incubaron a 37ºC durante 8-10 minutos con
agitación constante. La digestión se detuvo añadiendo 10
volúmenes de tampón Hanks frío en hielo seguido de tres
lavados con tampón Hanks. Entonces, los islotes se
purificaron por gradiente de Ficoll y se cultivaron en suero
bovino fetal al 10% (FBS)/medio RPMI con o sin adición de
IBMX 1 µM. Al final de cinco días se recogieron a mano 20
islotes en cada tubo y se ensayaron para la liberación de
insulina estática. Generalmente, los islotes se lavaron
primero con tampón KRP y luego se incubaron con 1 ml de
tampón KRP que contenía glucosa 3 mM (baja) durante 30
minutos a 37ºC con agitación constante. Después de recoger
el sobrenadante, los islotes se incubaron entonces con
glucosa 17 mM (alta) durante una hora a 37ºC. La insulina
liberada a partir de la estimulación con glucosa baja o alta
se ensayó por radioinmunoensayo (RIA) usando el kit [125I]RIA (véase la Figura 1).
Se aislaron islotes de e21 y se cultivaron según el
Ejemplo 1. Entonces, los islotes se trataron con glucosa 17
mM o IBMX 1 µM en glucosa 3 mM (baja) (Figura 2). Los
islotes de e21 insensibles a glucosa no experimentaron un
aumento en la entrada de calcio intracelular tras la adición
de alta glucosa. La adición de IBMX indujo una entrada de
calcio, sugiriendo que el mecanismo de IBMX que estimuló la
liberación de insulina en islotes de e21 también utiliza la
activación de canales de calcio. Esto sugiere adicionalmente
que el aumento de la capacidad de respuesta a glucosa
observado en islotes P0 se produce aguas arriba del canal de
calcio.
Ejemplo 3: PYY induce la maduración de islotes fetales.
Se aislaron islotes de rata fetal como en el Ejemplo 1.
Los islotes fetales de e21 se cultivaron durante 5 días en
presencia de 200 ng/ml de PYY, PPP, CCK, NPK, NPY,
secretina, GLP-1 o bombesina. Entonces, la liberación de
insulina estimulada con glucosa se midió en cada grupo de
cultivo (Figura 3A y 3B). El PYY estimuló significativamente
la capacidad de los islotes para responder a glucosa
secretando insulina. Los péptidos relacionados tales como
PPP y NPY, que comparten aproximadamente el 70% de homología
de aminoácidos, no estimularon el aumento de la capacidad de
respuesta a glucosa.
Ejemplo 5: El efecto de PYY sobre islotes de e21
depende del tiempo.
Se aislaron islotes de rata fetal como en el Ejemplo 1.
Entonces, los islotes de e21 se cultivaron durante 2, 5 ó 7
días con 200 ng/ml de PYY. Entonces, en cada grupo de
cultivo se midió la liberación de insulina estimulada con
glucosa (Figura 4). El grupo de control mostró un ligero
aumento de la capacidad de respuesta a glucosa después de 5
días en cultivo en comparación con los momentos de tiempo de
0 y 2 días (triángulos) como se mide por la liberación de
insulina. La adición de PYY durante 5 días casi duplicó la
cantidad de insulina liberada en respuesta a glucosa en
comparación con el control. Este efecto se mantuvo en el
momento de tiempo de 7 días. Obsérvese que no hubo efecto de
PYY sobre el aumento de la capacidad de respuesta a glucosa
después de 2 días de incubación de PYY.
Ejemplo 5: La respuesta a dosis de PYY muestra que la
dosis óptima es 200 ng/ml.
Se aislaron islotes de rata fetal como en el Ejemplo 1.
Se añadió PYY a islotes de e21 a 50, 100, 200, 500 y 1000
ng/ml durante cinco días. Entonces, la liberación de
insulina estimulada por glucosa se midió en cada grupo de
cultivo (Figura 5). El efecto óptimo de PYY se observó a 200
ng/ml, como se mide por la liberación de insulina. Se
disminuyó el efecto de PYY a 500 y 1000 ng/ml, observándose
esto último previamente en la Figura 5.
Ejemplo 6: Efecto de PYY sobre islotes adultos.
Se aislaron islotes de rata adulta como en el Ejemplo 1
y se trataron durante un periodo de 16 días con medio de
control o con medio que contenía 200 ng/ml de PYY. Entonces,
la liberación de insulina estimulada por glucosa se midió en
los días indicados (Figura 6). Los islotes adultos perdieron
secreción de insulina estimulada por glucosa en el plazo de
2 días en cultivo en medio que contenía SBF al 10%
convencional. Sin embargo, el PYY pudo rescatar la
sensibilidad incluso después de 10 días en cultivo y más
- (Figura 7).
- Ejemplo 7:
- El efecto de PYY sobre el aumento de la
- capacidad de respuesta a glucosa requiere la
- activación de la transcripción de genes.
Se aislaron islotes de rata fetal como en el Ejemplo 1
y se trataron con 200 ng/ml de PYY durante 5 días con la
adición de actinomicina D a 0,1 µg/ml durante las últimas 16
horas, con y sin la adición de IBEX 1 µM. Entonces, la
liberación de insulina estimulada por glucosa se midió en
cada grupo de cultivo (Figura 8). La actinomicina D pudo
inhibir completamente el aumento de la función inducida por
PYY como se mide por la liberación de insulina. Esto no es
debido a toxicidad no específica del fármaco para los
islotes ya que el IBMX todavía puede inducir exocitosis de
insulina en islotes tratados con actinomicina D.
por la disminución del contenido de insulina
Se aislaron islotes de rata fetal como en el Ejemplo 1
y se trataron con 200 ng/ml de PYY durante 5 días con la
adición de actinomicina D a 0,1, 0,2, 0,5 y 1,0 µg/ml
durante las últimas 16 horas. Entonces, el contenido de
insulina se midió en cada grupo de cultivo (Figura 9). La
tabla muestra que el aumento de la cantidad de actinomicina
D no disminuyó significativamente el contenido global de
insulina en islotes.
Ejemplo 9: PYY no afecta la tasa de secreción basal.
Se aislaron islotes de rata de e21 y P14 como en el
Ejemplo 1 y se trataron con 200 ng/ml de PYY. Entonces, los
islotes se lavaron y se ensayaron para la capacidad de
respuesta a glucosa como se mide por la liberación de
insulina. Entonces se añadió PYY al tampón de ensayo (Krebsfosfato de Ringer) para determinar si la presencia de PYY
afectó extremadamente las tasas de secreción de insulina
tanto basal como estimulada. Entonces, la tasa de insulina
estimulada por glucosa se midió en cada grupo de cultivo
(Figura 10A). El efecto de la adición de PYY al tampón de
ensayo fue insignificante, que indica que el efecto primario
de PYY se ejerce durante el periodo de cultivo en el que
está presente. Como control positivo se incluyeron islotes
P14 recientemente aislados.
Ejemplo 10: Efecto de PYY sobre el restablecimiento de
respuesta a glucosa en islotes de rata
Se aislaron islotes de rata adulta como en el Ejemplo 1
y se cultivaron en SBF al 10% durante 7 días, tiempo durante
el cual se añadieron 200 ng/ml de PYY al medio de cultivo en
los días indicados en la Figura 10B. Los islotes cultivados
durante siete días solos perdieron la sensibilidad a
5 glucosa, sin embargo, cuando se añadió PYY en los últimos 2
a 3 días antes del final del ensayo, se restableció la
respuesta a glucosa. Cuando el PYY estuvo presente en el
cultivo durante cinco días o más, pareció que había perdido
su función de restablecimiento, sugiriendo la posibilidad de
10 degradación de la señal del péptido.
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<110> Pang y Lu
<120> PROCEDIMIENTOS Y REACTIVOS PARA TRATAR TRASTORNOS
5 METABÓLICOS DE LA GLUCOSA
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15 <212> ADN
<213> Homo sapiens
<220>
<221> CDS
<222> (81)..(371)
20 <223>
<400> 1
<210> 2
<211> 97
<212> PRT
<213> Homo sapiens
<400> 2
<210> 3
<211> 36
10 <212> PRT
<213> Homo sapiens
<400> 3
Claims (29)
-
90- 1.
- Un método in vitro para inducir, potenciar, recuperar o mantener la sensibilidad a glucosa de células o islotes pancreáticos que comprende poner en contacto células o islotes pancreáticos con un péptido YY (péptido PYY), en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácido nucleico que hibrida bajo condición rigurosa, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos idéntica el 70% a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.
-
- 2.
- Un método in vitro para identificar un agonista de PYY que comprende administrar a un islote o célula pancreático/a una cantidad eficaz de un agente y comparar la respuesta celular al agente con la respuesta celular a PYY, en el que PYY está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.
-
- 3.
- Método de la reivindicación 2 que comprende además cribar una biblioteca de ADN.
-
- 4.
- Método de la reivindicación 2, en el que el agonista se produce naturalmente.
-
- 5.
- Uso de una composición que comprende un péptido PYY para la preparación de una composición farmacéutica para tratar una enfermedad asociada a metabolismo alterado de la glucosa, en el que el péptido PYY produce maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácido nucleico que hibrida bajo condiciones
rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3. -
- 6.
- Uso de la reivindicación 5, en el que la enfermedad se selecciona de resistencia a insulina, intolerancia a la glucosa, falta de sensibilidad a la glucosa, hiperglucemia, obesidad, hiperlipidemia, hiperlipoproteinemia o diabetes mellitus.
-
- 7.
- Uso de la reivindicación 6, en el que la enfermedad es diabetes mellitus de tipo I o de tipo II.
-
- 8.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las células pancreáticas incluyen células exocrinas.
-
- 9.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las células pancreáticas incluyen células endocrinas.
-
- 10.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las células pancreáticas incluyen células , β,
o . -
- 11.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la administración del péptido PYY hace que las células o islotes pancreáticos sean sensibles a glucosa.
-
- 12.
- Método de la reivindicación 11, en el que dichas células o islotes sensibles a glucosa producen insulina cuando se tratan con glucosa.
-
- 13.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la célula o islote pancreático es un islote o
célula fetal o posparto. -
- 14.
- El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la célula o islote pancreático se trata adicionalmente con un inhibidor de dipeptidilpeptidasa, insulina o GLP-1.
-
- 15.
- Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la composición farmacéutica va a administrarse conjuntamente tanto simultánea, secuencial como por separado con un inhibidor de dipeptidilpeptidasa, insulina o GLP-1.
-
- 16.
- Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 ó 15, en el que la composición farmacéutica es adecuada para administración sistémica.
-
- 17.
- Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, 15 ó 16, en el que la composición farmacéutica es adecuada para administración por vía oral, bucal, sublingual, parenteral, nasal, tópicamente, rectalmente o vaginal.
-
- 18.
- Uso de la reivindicación 17, en el que la administración parenteral es por inyección subcutánea.
-
- 19.
- Uso de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 ó 15 a 17, en el que la composición farmacéutica está en forma de un comprimido, cápsula, inyección, aerosol, spray, loción, pomada, polvo, gota o supositorio.
-
- 20.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 u 8 a 14 o el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 ó 16 a 20, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos 80%, 85%, 90% o 95% idéntica a SEQ ID NO: 2.
-
- 21.
- Método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 u 8 a 14 o el uso de una cualquiera de las reivindicaciones
5 a 7 ó 15 a 19, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos correspondiente a SEQ ID NO: 3. -
- 22.
- Un islote o célula β funcionalmente maduro generado en cultivo celular poniendo en contacto células sin diferenciar de un animal con un péptido PYY, en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácidos nucleicos que se hibrida bajo condiciones rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos que es al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3.
-
- 23.
- Célula de la reivindicación 22, en la que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos el 80%, 85%, 90% o 95% idéntica a SEQ ID NO: 2.
-
- 24.
- Célula de la reivindicación 22, en la que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos correspondiente a SEQ ID NO: 3.
-
- 25.
- Célula de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, en la que la célula de islotes β maduros secreta insulina en respuesta a glucosa.
-
- 26.
- Un animal no humano transgénico en el que las rutas inductivas de PYY son inhibidas en uno o más tejidos de dicho animal por la interrupción de un gen que codifica un péptido PYY, en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácidos nucleicos que hibrida bajo
condiciones rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos que es al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2, o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3. -
- 27.
- Un péptido PYY para uso en el tratamiento de una enfermedad asociada al metabolismo alterado de la glucosa, en el que el péptido PYY produce la maduración de islotes insensibles a glucosa en islotes maduros que responden a glucosa liberando insulina, y en el que el péptido PYY se selecciona de: i) un péptido codificado por una secuencia de ácidos nucleicos que hibrida bajo condiciones rigurosas, que incluye una etapa de lavado con 0,2X SSC a 65ºC, con SEQ ID NO: 1, ii) un péptido que está constituido por una secuencia de aminoácidos que es al menos 70% idéntica a SEQ ID NO: 2,
o iii) un péptido que está constituido por la secuencia de SEQ ID NO: 3. -
- 28.
- Péptido PYY de la reivindicación 27, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos al menos 80%, 85%, 90% o 95% idéntica a SEQ ID NO: 2.
-
- 29.
- Péptido PYY de la reivindicación 27, en el que el péptido PYY está constituido por una secuencia de aminoácidos correspondiente a SEQ ID NO: 3.
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