DE19747718A1

DE19747718A1 - Use of gene therapy

Info

Publication number: DE19747718A1
Application number: DE1997147718
Authority: DE
Inventors: Axel W A Dr Med Baltzer; Janey D Whalen; Christopher Prof Evans; Paul Prof Robbins
Original assignee: BALTZER AXEL WILHELM AUGUST DR
Current assignee: BALTZER, AXEL WILHELM AUGUST, PRIV.-DOZ. DR.MED.,
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-06

Abstract

The use of gene therapy in the treatment of osteoporosis, is new.

Description

Verfahren zur Therapie knochenresorbierender Erkrankungen mit der molekularbiologischen Methode der Gentherapie.Process for the therapy of bone resorbing diseases with the molecular biological method of gene therapy.

Es ist bekannt, daß bestimmte Zytokine und bestimmte Zytokininhibitoren die Knochenresorption verringern oder sogar aufhalten können. Aufgrund des Fehlens eines geeigneten Applikationssystems können diese therapeutischen Proteine, die in geringerer Menge auch vom Körper selber synthetisiert werden, nicht therapeutisch genutzt werden, da sie bereits nach kurzer Zeit vollständig metabolisiert und abgebaut werden.It is known that certain cytokines and certain cytokine inhibitors Reduce or even stop bone resorption. Because of the In the absence of a suitable application system, these can be therapeutic Proteins that are also synthesized in smaller quantities by the body itself not be used therapeutically, since they are complete after a short time are metabolized and broken down.

Dieses Problem wird durch das beschriebene Verfahren unter den in Patentanspruch 1-9 aufgeführten Merkmale umgangen.This problem is solved by the method described in the Claims 1-9 bypassed features.

Prinzipiell sind zwei Methoden des Gentransfers zu schützen, 1.) das in vivo Verfahren, bei dem die oben genannten Vektoren direkt in den Körper eingebracht werden und systemisch oder lokal Zellen transduzieren (DNA oder RNA in die Zellen einschleusen) um sie zur Produktion von therapeutischen Substanzen zu befähigen, 2.) das ex vivo Verfahren, bei dem zunächst körpereigene Zellen entnommen werden um extrakorporal transduziert und vermehrt zu werden. Diese gentherapeutisch manipulierten Zellen werden in den Körper reimplantiert und exprimieren dort die therapeutischen Substanzen.In principle, two methods of gene transfer are to be protected, 1.) in vivo Procedure in which the above vectors go directly into the body are introduced and systemically or locally transduce cells (DNA or Introduce RNA into the cells) in order to produce therapeutic To enable substances, 2.) the ex vivo process, in which initially The body's own cells are removed and transduced extracorporeally to be multiplied. These gene therapy engineered cells are in the The body re-implants and expresses the therapeutic substances there.

Sowohl für das in vivo als auch für das ex vivo Verfahren kommen grundsätzlich sämtliche Gewebetypen des Körpers in Frage. Von vorrangiger Bedeutung für die beschriebene Anwendung sind jedoch Knochenmark, Knochen, Muskel-, und Fettgewebe.Coming for both in vivo and ex vivo processes basically all tissue types of the body in question. Priority However, bone marrow is important for the described application, Bones, muscle, and adipose tissue.

Die Vorteile dieses neuen Verfahrens bestehen insbesondere darin, daß Proteine, die bei Anwendung anderer Verfahren schnell abgebaut und verstoffwechselt werden würden, therapeutisch genutzt werden können, da sie permanent von körpereigenen Zellen produziert werden. Da die genannten therapeutischen Proteine in geringerer Menge auch vom Körper selbst produziert werden, sind weniger Nebenwirkungen zu erwarten als bei Applikation gängiger handelsüblicher Medikamente.The advantages of this new method are in particular that proteins, which is rapidly broken down and metabolized using other processes would be able to be used therapeutically because they are permanently from body's own cells are produced. Because the aforementioned therapeutic Proteins are also produced in smaller quantities by the body itself fewer side effects to be expected than with application more common commercially available medication.

Wir haben ein Verfahren entwickelt mit dem wir den Knochensubstanzverlust bei der postmenopausalen Osteoporose mit der Methode der Gentherapie vermindern oder sogar verhindern können. Mit der Methode der Gentherapie können auf zellulärer Ebene therapeutische Substanzen von transduzierten Zellen produziert werden, die die Pathophysiologie des Knochenmasseverlustes beeinflussen und zum Teil mit im menschlichen Körper natürlich vorkommenden Substanzen, also auf einer physiologischen Basis, den Knochenmasseverlust der Osteoporose verhindern. We have developed a procedure with which we can reduce bone loss in postmenopausal osteoporosis using the gene therapy method can reduce or even prevent. With the method of gene therapy can transduce therapeutic substances at the cellular level Cells are produced that represent the pathophysiology of bone loss influence and partly with natural in the human body occurring substances, i.e. on a physiological basis, the Prevent osteoporosis from losing bone mass.

Das beschriebene Verfahren ist als neue molekularbiologische Technik der Medikamentenapplikation anzusehen. Auf diese Weise wird es ermöglicht Zytokine und Zytokininhibitoren als neue Medikamente für die Behandlung der Osteoporose einzusetzen. Da die Osteoporose auf Grund der Häufigkeit des Auftretens als Volkskrankheit angesehen werden muß ist die Methode von großer klinischer Relevanz. The method described is the new molecular biological technique of View drug application. In this way it is made possible Cytokines and cytokine inhibitors as new drugs for the treatment of Use osteoporosis. Because the osteoporosis due to the frequency of the Occurrence must be regarded as a widespread disease is the method of great clinical relevance.

introduction

Die Antragsteller haben ein Verfahren entwickelt, welches mit der Methode des Gentransfers eine neuartige Therapie der Osteoporose auf zellulärer Ebene ermöglicht. Da Zytokine und Zytokininhibitoren, die prinzipiell natürlich im Körper vorkommen, genutzt werden, ist mit einer niedrigen Nebenwirkungsrate zu rechnen.The applicants have developed a procedure that uses the Gene transfers a novel therapy for osteoporosis at the cellular level enables. Because cytokines and cytokine inhibitors, which are, of course, Bodies occur that are used with a low side effect rate to count.

material and methods

An ovarektomierten Balb/C Mäusen wurden intrafemorale und intramuskuläre Injektionen mit Vektoren vorgenommen, die für hIL-1Ra und sTNF-alphaR kodieren. Als Kontrollgruppen dienten Mäuse, die mit nicht therapeutischer cDNA (Luziferase, LacZ) injiziert wurden. Die Expression der therapeutischen Proteine wurde systemisch im Blut bestimmt, die Dauer der lokalen Expression durch Bestimmung der Markergene im Knochenmark und in der Beinmuskulatur. Zwei Wochen nach Ovarektomie und nach Injektion der Vektoren wurden die Mäuse seziert. Tibiae, Fibulae und Humeri wurden histomorphometrisch untersucht und das Trockengewicht der Knochen gemessen.In ovariectomized Balb / C mice, intrafemoral and intramuscular Injections with vectors made for hIL-1Ra and sTNF-alphaR encode. The control groups were mice with non-therapeutic cDNA (Luciferase, LacZ) were injected. Expression of therapeutic Proteins were determined systemically in the blood, the duration of local expression by determining the marker genes in the bone marrow and in the leg muscles. Two weeks after ovariectomy and after injection of the vectors, the Mice dissected. Tibiae, fibulae and humeri were histomorphometric examined and measured the dry weight of the bones.

Results

Es zeigte sich, daß die Gruppe der Mäuse, die sowohl mit Vektoren, die für hIL-1Ra alsauch für sTNF-alphaR kodieren behandelt waren im Vergleich zu nicht overektomierten Kontrollmäusen nahezu keinen Knochenverlust erlitten haften, durch eine Behandlung mit hIL-1Ra oder sTNF-alphaR allein ließ sich der Knochenmasseverlust partiell verhindern.It was found that the group of mice that were both vectors that were for hIL-1Ra were also treated for encoding sTNF-alphaR compared to non-overectomized control mice suffered almost no bone loss adhered to by treatment with hIL-1Ra or sTNF-alphaR alone partially prevent the loss of bone mass.

discussion

Durch dieses neue Verfahren läßt sich in Kombination der Gentherapie mit der Technik der Injektion von Vektoren in das Knochenmark und die Muskulatur eine hohe Transfektionsrate erreichen, die zu langdauernden und therapeutisch wirksamen Zytokinspiegeln führt. Durch diese Methode können verschiedene therapeutische Proteine, die bislang wegen kurzer Halbwertzeiten nicht therapeutisch nutzbar waren für die Behandlung der Osteoporose und anderer knochenresorbierender Erkrankungen eingesetzt werden.This new method can be used in combination with gene therapy Technique of injecting vectors into the bone marrow and muscles achieve a high transfection rate, which is too long-lasting and therapeutic effective cytokine levels. Through this method, different therapeutic proteins that so far have not been due to short half-lives were therapeutically useful for the treatment of osteoporosis and others bone-absorbing diseases can be used.

Claims

1. Using the method of gene therapy to treat osteoporosis.

2. Use according to claim 1, characterized in that the method the Use of adeno-associated virus uses around human or animal cells change in that the cells are therapeutic Produce proteins.

3. Use according to claim 1, characterized in that the method Use of retrovirus uses around human or animal cells to be changed in this regard that the cells therapeutic proteins to produce.

4. Use according to claim 1, characterized in that the method Use of adenovirus uses around human or animal cells In this regard, the cells change therapeutic proteins to produce

5. Use according to claim 1, characterized in that the method Use of liposome uses around human or animal cells In this regard, the cells change therapeutic proteins to produce.

6. Use according to claim 1, characterized in that the method Use of plasmids uses around human or animal cells In this regard, the cells change therapeutic proteins to produce.

7. Use according to claim 1 to 6, characterized in that genes are used for the production of mediators (also in the sense of Hormones), cytokines, cytokine inhibitors, receptors and / or Encode cell surface determinants.

8. Use according to claim 1 to 7, characterized in that in the A minimally invasive surgical procedure for the application of the Vectors is carried out by injection.

9. Use according to claim 1 to 8, characterized in that in the Method including bone marrow, bones, muscle cells, or Fat cells can be used as target tissues for gene transduction or the Gene transduction takes place by intravenous injection

10. Use of the method according to claim 1 to 9, characterized in that for osteoporosis therapy and osteoporosis prophylaxis the cDNA from the Human Interleukin-1 Receptor Antagonist (hIL-1RA) Cytokine Inhibitors and sTNFαR (soluble tumor necrosis factor α receptor) and interleukin 6 inhibitors or resorption-inhibiting cytokines like Interleukin-10 are related or growth factors, such as the cDNA from Bone Morphogenetic Proteins (BMPs), Fibroblast Growth Factors (FGFs), Insulin-Like Growth Factors (IGFs), Platelet-Derived Growth Factors (PDGFs).

11. Use of the method according to claim 1 to 10, characterized in that with this method both local and systemic bone mass, Bone loss and bone structure loss is treated.