ES2535156T3 - Uso de quimera IL6R/IL6 en la regeneración de células nerviosas - Google Patents
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Abstract
Método para la preparación de células nerviosas y células gliales diferenciadas para trasplante en pacientes para tratar lesiones del SNC, cuyo método comprende la etapa de estimular células progenitoras neurales con una composición que comprende una quimera IL6R/IL6, ex vivo, en donde las células progenitoras neurales no son de origen embrionario humano.
Description
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E02796952
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de aminoácidos, o están delecionados, o se añaden uno o más residuos de aminoácidos a la secuencia original de una IL6R/IL6, sin cambiar considerablemente la actividad de los productos resultantes en comparación con la IL6R/IL6 original. Estas muteínas se preparan por síntesis conocidas y/o por técnicas de mutagénesis dirigida al sitio, o cualquier otra técnica conocida adecuada para ello.
Las muteínas de acuerdo con la presente invención incluyen proteínas codificadas por un ácido nucleico, tal como DNA o RNA, que se hibrida con DNA o RNA, que codifica la IL6R/IL6, en condiciones rigurosas. El término “condiciones rigurosas” se refiere a las condiciones de hibridación y subsiguiente lavado, que los expertos en la técnica convencionalmente denominan como “rigurosas”. Véase Ausubel et al; Current Protocols in Molecular Biology, cita anterior, Interscience, N.Y., 6,3 y 6,4 (1987, 1992), y Sambrook et al. (Sambrook, J.C., Fritsch, E.F., y Maniatis, T. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).
Sin limitación, los ejemplos de condiciones rigurosas incluyen condiciones de lavado a 12-20ºC por debajo de la Tm calculada del híbrido en estudio, por ejemplo, en 2 x SSC y SDS al 0,5% durante 5 minutos, 2 x SSC y SDS al 0,1% durante 15 minutos: 0,1 x SSC y SDS al 0,5% a 37ºC durante 30-60 minutos y después, 0,1 x SSC y SDS al 0,5% a 68ºC durante 30-60 minutos. Los expertos ordinarios en esta técnica entienden que las condiciones rigurosas dependen también de la longitud de las secuencias del DNA, de las sondas de oligonucleótidos (tales como de 1040 bases) o de las sondas mixtas de oligonucleótidos. Si se utilizan sondas mixtas es preferible utilizar cloruro de tetrametilamonio en lugar de SSC. Véase Ausubel, cita anterior.
Cualquiera de tales muteínas preferiblemente tiene una secuencia de aminoácidos suficientemente duplicativa de la de una IL6R/IL6, de tal forma que tiene una actividad para la IL6R/IL6 sustancialmente similar, o incluso mejor.
Una actividad característica de la IL6R/IL6 es su capacidad de unión a gp130. Un ensayo tipo ELISA para medir la unión de IL6R/IL6 a gp130 está escrito en detalle en el ejemplo 7 de la página 39 del documento WO 99/02552, siempre y cuando la muteína tenga una sustancial actividad de unión a gp130, se puede considerar que tiene una actividad sustancialmente similar a IL6R/IL6. Por tanto, se puede determinar si cualquier muteína dada tiene al menos sustancialmente la misma actividad que la IL6R/IL6 por medio de experimentación rutinaria que comprende someter tal muteína, por ejemplo a un simple ensayo de unión en sándwich para determinar si se une o no a una gp130 inmovilizada, como se describe en el ejemplo 7 del documento WO 99/02552.
En una realización preferida, cualquiera de tales muteínas tiene al menos el 40% de la identidad u homología con la secuencia de IL6R/IL6 incluida en el documento WO 99/02552. Más preferiblemente, tiene al menos 50%, al menos 60%, al menos 70%, al menos 80% o, lo más preferiblemente, al menos 90% de identidad u homología con ella.
La identidad refleja una relación entre dos o más secuencias polipeptídicas o dos o más secuencias polinucleotídicas, determinada comparando las secuencias. En general, la identidad se refiere a una correspondencia exacta nucleótido a nucleótido o aminoácido a aminoácido de las dos secuencias polinucleotídicas
o de las dos secuencias polipeptídicas, respectivamente, a lo largo de la longitud de las secuencias que se comparan.
Para las secuencias en las que no hay una correspondencia exacta, se puede determinar un “% de identidad”. En general, las dos secuencias a ser comparadas se alinean para dar una correlación máxima entre las secuencias. Esto puede incluir insertar “huecos” en una cualquiera o en ambas secuencias, para mejorar el grado de alineamiento. Se puede determinar el % de identidad sobre toda la longitud de cada una de las secuencias a ser comparada (llamado también alineamiento global), que es particularmente adecuado para las secuencias de la misma longitud o muy similar, o sobre longitudes más cortas, definidas (llamado también alineamiento local), que es más adecuado para secuencias de longitud desigual.
Los métodos para comparar la identidad y homología de dos o más secuencias son bien conocidos en la técnica. Así por ejemplo, para determinar el % de identidad entre dos secuencias polinucleotídicas y el % de identidad y el % de homología entre dos secuencias polipeptídicas, se pueden utilizar programas disponibles en el Wisconsin Sequence Analysis Package, versión 9.1 (Debereux J et al., 1984), por ejemplo los programas BESTFIT y GAP. El programa BESTFIT utiliza el algoritmo “homología local” de Smith y Waterman (1981) y encuentra la mejor región simple de similitud entre dos secuencias. En la técnica son conocidos también otros programas para determinar la identidad y/o similitud entre secuencias, por ejemplo la familia de programas BLAST (Altschul S F et al., 1990, Altschul S F et al., 1997, accesibles a través de la página de la NCBI en www.ncbi.nim.nih.gov) y FASTA (Pearson W R, 1990., Pearson 1988).
Las muteínas de IL6R/IL6, que se pueden usar de acuerdo con la presente invención, o el ácido nucleico que las codifica, incluyen un conjunto finito de secuencias sustancialmente correspondientes como péptidos o polinucleótidos de sustitución que puede ser obtenido rutinariamente por un experto en la técnica, sin experimentación no justificada, basándose en las enseñanzas y guías presentadas aquí.
Los cambios preferidos para las muteínas de acuerdo con la presente invención son los conocidos como sustituciones “conservadoras”. Las sustituciones conservadoras de aminoácidos de IL6R/IL6 pueden incluir aminoácidos sinónimos dentro de un grupo que tienen propiedades fisicoquímicas suficientemente similares de
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forma que la sustitución entre miembros del grupo preservará la función biológica de la molécula (Grantham, 1974). Es evidente que también se pueden hacer sustituciones y deleciones de aminoácidos en las secuencias anteriormente definidas sin alterar sus funciones, particularmente si las inserciones o deleciones implican solamente algunos aminoácidos como por ejemplo, menos de treinta, y preferiblemente menos de diez, y no eliminan ni
5 desplazan aminoácidos que son críticos para una conformación funcional, por ejemplo, restos de cisteína.
Preferiblemente, los grupos de aminoácidos sinónimos son los definidos en la Tabla 1. Más preferiblemente, los grupos de aminoácidos sinónimos son los definidos en la Tabla 2; y lo más preferiblemente son los grupos de aminoácidos sinónimos definidos en la Tabla 3.
TABLA 1
10 Grupos preferidos de aminoácidos sinónimos
Aminoácido Grupo sinónimo Ser Ser, Thr, Gly, Asn Arg Arg, Gln, Lys, Glu, His Leu Ile, Phe, Tyr, Met, Val, Leu Pro Gly, Ala, Thr, Pro Thr Pro, Ser, Ala, Gly, His, Gln, Thr Ala Gly, Thr, Pro, Ala Val Met, Tyr, Phe, Ile, Leu, Val Gly Ala, Thr, Pro, Ser, Gly
Ile Met, Tyr, Phe, Val, Leu, Ile Phe Trp, Met, Tyr, Ile, Val, Leu, Phe Tyr Trp, Met, Phe, Ile, Val, Leu, Tyr Cys Ser, Thr, Cys His Glu, Lys, Gln, Thr, Arg, His Gln Glu, Lys, Asn, His, Thr, Arg, Gln Asn Gln, Asp, Ser, Asn Lys Glu, Gln, Hys, Arg, Lys Asp Glu, Asn, Asp Glu Asp, Lys, Asn, Gln, Hys, Arg, Glu Met Phe, Ile, Val, Leu, Met Trp Trp
TABLA 2
Grupos más preferidos de aminoácidos sinónimos
Aminoácido Grupo sinónimo Ser Ser Arg His, Lys, Arg Leu Leu, ILe, Phe, Met Pro Ala, Pro Thr Thr Ala Pro, Ala Val Val, Met, Ile Gly Gly
Ile Ile, Met, Phe, Val, Leu Phe Met, Tyr, Ile, Leu, Phe Tyr Phe, Tyr Cys Cys, Ser His His, Gln, Arg Gln Glu, Gln, His Asn Asp, Asn Lys Lys, Arg Asp Asp, Asn Glu Glu, Gln Met Met, Phe, ILe, Val, Leu Trp Trp
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TABLA 3
Los grupos más preferidos de aminoácidos sinónimos
Aminoácido Grupo sinónimo Ser Ser Arg Arg Leu Leu, Ile, Met Pro Pro Thr Thr Ala Ala Val Val Gly Gly
Ile Ile, Met, Leu Phe Phe Tyr Tyr Cys Cys, Ser His His Gln Gln Asn Asn Lys Lys Asp Asp Glu Glu Met Met, Ile, Leu Trp Met
Los ejemplos de producción de sustituciones de aminoácidos en proteínas que se pueden utilizar para obtener muteínas de los polipéptidos IL6R/IL6, incluyen todas las etapas de métodos conocidos, tales como los presentados en las patentes de los Estados Unidos 4,959,314, 4,588,585 y 4,737,462, (Mark et al), 5,116,943 (Koths et al), 4,965,195 (Namen et al), 4,879,111 (Chong et al), y 5,017,691 (Le et al); y las proteínas sustituidas con lisina presentadas en la patente de Estados Unidos No. 4,904,584 (Shaw et al).
El termino “proteína fusionada” se refiere a un polipéptido que comprende una IL6R/IL6, o una muteína o fragmento de la misma, fusionada con otra proteína, que, por ejemplo, tiene un extenso tiempo de permanencia en los fluidos corporales. Una IL6R/IL6 puede por tanto estar fusionada con otra proteína, polipéptido o similares, por ejemplo, una inmunoglobulina o uno de sus fragmentos.
“Derivados funcionales” como se usan aquí cubren los derivados de IL6R/IL6, y sus muteínas y proteínas fusionadas, que se pueden preparar a partir de grupos funcionales que se presentan como cadenas laterales sobre los restos o los grupos terminales N-o C-, por medios conocidos en la técnica, y se incluyen en la invención siempre que permanezcan farmacéuticamente aceptables, esto es que no destruyan la actividad de la proteína que es sustancialmente similar a la actividad de la IL6R/IL6, y que no confieran propiedades tóxicas a las composiciones que los contienen.
Estos derivados pueden incluir, por ejemplo, cadenas laterales de polietilenglicol, que pueden enmascarar los sitios antigénicos y extender la permanencia de una IL6R/IL6 en los fluidos corporales. Otros derivados incluyen esteres alifáticos de los grupos carboxilo, amidas de los grupos carboxilo por reacción con amoniaco o con aminas primarias
o secundarias, N-acil-derivados de grupos amino libres de los restos de aminoácidos formados con restos acilo (por ejemplo grupos alcanoilo o grupos aroil-carboxilico) o O-acil-derivados de grupos hidroxilos libres (por ejemplo los de restos serilo o treonilo) formados con restos acilo.
Una “fracción activa” puede ser por ejemplo un fragmento de IL6R/IL6. El término fragmento se refiere a cualquier subconjunto de la molécula, esto es, un péptido más corto que retiene la actividad biológica deseada. Se pueden preparar fácilmente los fragmentos separando los aminoácidos de cualquier extremo de la molécula IL6R/IL6 y ensayando el fragmento resultante en cuanto a sus propiedades para unirse a gp130. Las proteasas para separar un aminoácido a un tiempo desde cualquiera de los extremos N-terminal o C-terminal de un polipéptido son conocidas, y así la determinación de los fragmentos que retienen la actividad biológica deseada, implica solamente experimentación rutinaria.
Como fracciones activas de una IL6R/IL6, las muteínas y proteínas fusionadas de la misma, la presente invención describe además cualquier fragmento o precursor de la cadena polipeptídica de la molécula de proteína en solitario
o junto con moléculas asociadas o restos ligados al mismo, por ejemplo, restos de azúcar o fosfato, o agregados de la molécula de proteína o los propios restos de azúcar, siempre que dicha fracción tenga actividad sustancialmente similar para gp130.
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El término “sales” se refiere aquí tanto a las sales de grupos carboxilo como a las sales de adición de ácido de grupos amino de la molécula IL6R/IL6 o sus análogos. Las sales de un grupo carboxilo se pueden formar por medios conocidos en la técnica e incluyen sales inorgánicas, por ejemplo, sales de sodio, calcio, amonio, hierro o zinc, y similares, y sales con bases orgánicas como las formadas, por ejemplo, con aminas tales como trietanolamina, arginina o lisina, piperidina, procaína y similares. Las sales de adición de ácido incluyen, por ejemplo, sales con ácidos minerales, tales como, por ejemplo, ácido clorhídrico o ácido sulfúrico, y sales con ácidos orgánicos, tales como, por ejemplo, ácido acético o ácido oxálico. Por supuesto, cualquiera de tales sales debe retener la actividad biológica de la IL6R/IL6, esto es la capacidad de unirse a gp130.
En una realización preferida de la invención, la quimera IL6R/IL6 está glucosilada en uno o más sitios.
Una forma glucosilada de una quimera IL6R/IL6 se ha descrito en el documento WO 99/02552 (PCT/IL98/00321), la cual es la molécula quimérica altamente preferida. La quimera IL6R/IL6 descrita aquí es una glucoproteína recombinante que se obtuvo fusionando la secuencia codificadora entera del receptor de la IL-6 soluble presente en la naturaleza -Val (Novick et al.,1990) con la secuencia codificadora entera de la IL-6 madura presente en la naturaleza, ambas de origen humano.
La quimera IL6R/IL6 se puede producir en cualquier tipo de célula adecuada eucariota o procariota, como las células de levadura, células de insectos, bacterias y similares. Se produce preferiblemente en células de mamíferos, lo más preferible en células CHO por ingeniería genética como se describe en el documento WO 99/0252. Aunque se prefiere la proteína de origen humano, se podrá apreciar por la persona experta en la técnica que se puede utilizar según la invención una proteína de fusión similar de cualquier otro origen, siempre que retenga la actividad biológica descrita aquí.
La molécula quimérica puede luego producirse en células bacterianas, que no son capaces de sintetizar restos de glucosilo, pero que usualmente tienen un alto rendimiento de producción de la proteína recombinante.
La quimera IL6R/IL6 puede comprender además una fusión con inmunoglobulina, esto es la IL6R/IL6 según la invención se fusiona a toda o una porción de una inmunoglobulina. Los métodos para preparar las proteínas de fusión con inmunoglobulina son bien conocidos en la técnica, tales como los descritos en el documento WO 01/03737, por ejemplo. Los expertos en la técnica entenderán que la proteína de fusión resultante de la invención retiene la actividad biológica de la quimera IL6R/IL6. La proteína de fusión resultante idealmente tiene mejores propiedades, tales como mayor tiempo de permanencia en los fluidos corporales (semi-vida), incremento de la actividad específica, incremento del nivel de expresión, o facilidad de purificación de la proteína de fusión.
La quimera IL6R/IL6 se puede fusionar con la región constante de una molécula de Ig. Preferiblemente, se fusiona con las regiones de la cadena pesada, como los dominios CH2 y CH3 de la IgG1 humana, por ejemplo. También son adecuadas para la generación de proteínas de fusión según la presente invención, otras isoformas de moléculas Ig tales como las isoformas IgG2 o IgG4, u otras clases de Ig, como IgM o IgA, por ejemplo. Las proteínas de fusión pueden ser monoméricas o multiméricas, heteromultiméricas u homomultiméricas.
Los derivados funcionales de la quimera IL6R/IL6 se pueden conjugar con polímeros con el fin de mejorar las propiedades de la proteína, tales como la estabilidad, semi-vida, biodisponibilidad, tolerancia por el cuerpo humano,
o inmunogenicidad.
Por tanto, una realización preferida de la invención se refiere a un derivado funcional de la quimera IL6R/IL6 que comprende al menos un resto unido a uno o más grupos funcionales, que se presentan como una o más cadenas laterales sobre los restos de aminoácidos.
Una realización altamente preferida se refiere a una IL6R/IL6 ligada a polietilenglicol (PEG). La PEGilación se puede llevar acabo por métodos conocidos, tales como los descritos en el documento WO 92/13095, por ejemplo.
La quimera IL6R/IL6 se puede administrar al cerebro en cualquier formulación adecuada. Preferiblemente, se puede administrar en forma de células que expresan y /o segregan una quimera IL6R/IL6, una muteína, proteína fusionada, fracción activa o derivado circularmente permutado de la misma.
La invención, por tanto, describe además el uso de células madre neurales y de quimera IL6R/IL6, una muteína, proteína fusionada, fracción activa o derivado circularmente permutado de la misma, para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de lesiones del SNC. Las células se pueden administrar en cualquier forma adecuada. Sin embargo, es altamente preferido un modo de administración de una célula encapsulada en un polímero. El procedimiento de encapsulación está descrito en detalle por ejemplo por Emerich et al (1994) o en la patente de Estados Unidos No. 5,853,385. Las líneas celulares adecuadas y los sistemas de expresión estables son bien conocidos en la técnica.
La administración de la quimera IL6R/IL6 en el cerebro puede también llevarse a cabo utilizando un vector que comprende la secuencia codificadora o una quimera IL6R/IL6, una muteína, proteína fusionada, fracción activa o derivado circularmente permutado de la misma. El vector comprende todas las secuencias reguladoras que se necesitan para la expresión de la proteína deseada en el cuerpo humano, preferiblemente en el cerebro, y más
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preferiblemente en el cuerpo estriado. Las secuencias reguladoras para los vectores de expresión son bien conocidas por los expertos de la técnica. La invención por tanto describe el uso de un vector que comprende la secuencia codificadora de la quimera IL6R/IL6 para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de lesiones del SNC.
Se puede utilizar cualquier vector de expresión conocido en la técnica. Sin embargo, un vector derivado lentiviralmente puede ser particularmente útil para la administración de la quimera IL6R/IL6 directamente en el cuerpo estriado. Tales vectores lentivirales son conocidos en la técnica. Ellos están específicamente descritos por ejemplo en Kordower et al. (1999) o Déglon et al. (2000).
Es así mismo objeto de la presente invención descrita aquí proporcionar una composición farmacéutica que comprenda la quimera IL6R/IL6, una muteína, proteína fusionada, derivado funcional, fracción activa, derivado circularmente permutado o sal de la misma, opcionalmente junto a uno a o más vehículos, diluyentes o excipientes farmacéuticamente aceptables, para el tratamiento de lesiones del SNC. La quimera IL6R/IL6 utilizada puede ser bien de origen eucariótico (glicosilado) o de origen bacteriano (no-glicosilado).
La invención describe además una composición farmacéutica que comprende una quimera IL6R/IL6, una composición farmacéutica que comprende un vector de expresión, en particular una terapia génica lentiviral que expresa la quimera IL6R/IL6 y una composición farmacéutica que comprende además de la quimera IL6R/IL6 (en la forma de proteína o células que producen la quimera o un vector de expresión que codifica la quimera) células madre neurales opcionalmente junto con uno o más vehículos, diluyentes o excipientes farmacéuticamente aceptables para el tratamiento de lesiones del SNC.
La definición de “farmacéuticamente aceptable” significa abarcar cualquier vehículo, que no interfiera con la efectividad de la actividad biológica del ingrediente activo y que no sea tóxico para el huésped al que se le administra. Por ejemplo, para administración parenteral, la quimera IL6R/IL6 se puede formular en forma de dosis unitaria para inyección en vehículos tales como solución salina, solución de dextrosa, albúmina sérica y solución de Ringer.
La quimera IL6R/IL6 se puede administrar a un paciente que necesite su administración de diversos modos. Las vías de administración incluyen las vías intracraneal, intradérmica, transdérmica (por ejemplo en formulaciones de liberación lenta), intramuscular, intraperitoneal, intravenosa, subcutánea, oral, epidural, tópica, e intranasal. Se puede utilizar cualquier otra ruta de administración terapéuticamente eficaz, por ejemplo por terapia génica en la que se administra al paciente (por ejemplo mediante un vector) una molécula de DNA que codifica la quimera IL6R/IL6, lo que hace que la quimera IL6R/IL6 sea expresada y segregada in vivo. Además, la quimera IL6R/IL6 se puede administrar junto con otros componentes biológicamente activos tales como tensioactivos, excipientes, portadores, diluyentes y vehículos farmacéuticamente aceptables.
Una “cantidad terapéuticamente eficaz” es aquella que cuando se administra el MIFNAR2, o un derivado funcional, análogo, proteína fusionada o fragmentos de los mismos, da como resultado la modulación de la actividad biológica del IFN-ß. La dosis administrada, como dosis única o múltiple, a un individuo puede variar dependiendo de una variedad de factores, incluyendo la vía de administración, las condiciones y características del paciente (sexo, edad, peso corporal, salud, tamaño), la extensión de los síntomas, los tratamientos concurrentes, la frecuencia de tratamiento y el efecto deseado. El ajuste y manipulación de los intervalos de dosis están dentro de la capacidad de los expertos en la técnica, como también de los métodos in vitro e in vivo para determinar la actividad del MIFNAR2.
Para administración parenteral (por ejemplo intravenosa, subcutánea, intramuscular), la quimera IL6R/IL6 se puede formular como una solución, suspensión, emulsión o polvo liofilizado en asociación con un vehículo parenteral farmacéuticamente aceptable (por ejemplo agua, solución salina, solución de dextrosa) y aditivos que mantienen la isotonicidad (por ejemplo manitol) o la estabilidad química (por ejemplo conservantes y tampones). La formulación se esteriliza por las técnicas utilizadas comúnmente.
Es así mismo objeto de la presente invención aquí descrita proporcionar un método para tratar lesiones del SNC, que comprende la administración al paciente que la necesita, en una cantidad eficaz de la quimera IL6R/IL6, una muteína, proteína de fusión, derivado de fusión, fracción activa, o derivado permutado circularmente del mismo, opcionalmente junto con un vehículo farmacéuticamente aceptable.
Una “cantidad eficaz” se refiere a una cantidad de los ingredientes activos que es suficiente para afectar el curso y la severidad de las enfermedades descritas antes, llevando a la reducción o remisión de tal patología. La cantidad eficaz depende de la vía de administración y del estado del paciente.
La dosis administrada, como dosis única o múltiple, a un individuo variará dependiendo de una variedad de factores, incluyendo las propiedades farmacocinéticas de la quimera IL6R/IL6, la vía de administración, las condiciones y características del paciente (sexo, edad, peso corporal, salud, tamaño), la extensión de los síntomas, los tratamientos concurrentes, la frecuencia de tratamiento y el efecto deseado. El ajuste y manipulación de los intervalos de dosis están dentro de la capacidad de los expertos.
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Las referencias a etapas del método conocidas, etapas de métodos convencionales, métodos conocidos o métodos convencionales no es en ningún caso la admisión de que algún aspecto, descripción o realización de la presente invención es divulgada, enseñada o sugerida en la técnica pertinente.
La descripción anterior de las realizaciones específicas revelarán tan completamente la naturaleza general de la invención que otros podrán, aplicando el conocimiento del experto de la técnica (incluyendo los contenidos de las referencias citadas aquí), modificar fácilmente y/o adaptar para varias aplicaciones tales realizaciones específicas, sin demasiada experimentación. Será entendido que la fraseología o terminología de la presente memoria se da con la finalidad de describir y no de limitar, de tal modo que la terminología o fraseología de la presente memoria deberá ser interpretada por el artesano experto a la luz de las enseñanzas y guías presentadas aquí, en combinación con el conocimiento de uno de los expertos ordinarios en la técnica.
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