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ES2264135T3 - Inhibidor de la descomposicion de proteinas musculares que contienen anticuerpos frente al receptor de il-6. - Google Patents

Inhibidor de la descomposicion de proteinas musculares que contienen anticuerpos frente al receptor de il-6.

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ES2264135T3
ES2264135T3 ES96901998T ES96901998T ES2264135T3 ES 2264135 T3 ES2264135 T3 ES 2264135T3 ES 96901998 T ES96901998 T ES 96901998T ES 96901998 T ES96901998 T ES 96901998T ES 2264135 T3 ES2264135 T3 ES 2264135T3
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ES
Spain
Prior art keywords
antibody
mouse
muscle
receptor
cathepsin
Prior art date
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Expired - Lifetime
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ES96901998T
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English (en)
Inventor
Toshimasa Tsujinaka
Chikara Ebisui
Junya Fujita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chugai Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Chugai Pharmaceutical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Chugai Pharmaceutical Co Ltd filed Critical Chugai Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA UN AGENTE INHIBIDOR DE LA PROTEOLISIS DE LA PROTEINA MUSCULAR QUE COMPRENDE ANTICUERPOS CONTRA EL RECEPTOR DE LA INTERLEUCINA 6R). PUEDEN UTILIZARSE COMO ANTICUERPOS IL ANIMALES COMO RATONES Y RATAS, ANTICUERPOS QUIMERICOS DE ESTOS ANTICUERPOS CON ANTICUERPOS HUMANOS, Y ANTICUERPOS HUMANOS REESTRUCTURADOS Y SIMILARES. EL AGENTE INHIBIDOR DE LA PROTEOLISIS DE LA PROTEINA MUSCULAR DE LA PRESENTE INVENCION ES UTIL EN LA INHIBICION DE LA PROTEOLISIS DE LA PROTEINA MUSCULAR OBSERVADA EN ENFERMEDADES TALES COMO CAQUEXIA CANCEROSA, SEPSIS, TRAUMA GRAVE O DISTROFIA MUSCULAR.

Description

Inhibidor de la descomposición de proteínas musculares que contienen anticuerpos frente al receptor de IL-6.
Campo técnico
El presente invento se refiere a un agente inhibidor de la proteolisis de proteínas musculares que comprende un anticuerpo (anti-IL-6R) contra el receptor de la interleucina 6 (IL-6R).
Técnica fundamental
La IL-6 es una citocina a la que se hace genéricamente referencia como factor 2 estimulante de células B o interferón \beta2. Se descubrió que IL-6 es un factor de diferenciación implicado en la activación de células linfocíticas B (T. Hirano et al., Nature 324, 73-76, 1986). Más tarde se mostró que ejerce un efecto sobre las funciones de diversas células (S. Akira et al., Adv. in Immunology 54, 1-78, 1993).
La IL-6 es una citocina multifuncional que actúa en diversas fases de la inmunidad, la hematopoyesis, reacciones de fase aguda, etc. (T. Taga et al., Critical Reviews in Immunol. 1992, 11: 265-280), y también se ha comunicado que, además de actuar como un factor de crecimiento del mieloma múltiple, está implicada en diversas enfermedades, tales como enfermedades en que se observa plasmocitosis, incluyendo el reumatismo (T. Hirano et al., Eur. J. Immunol. 1988, 18: 1.797-1.801; F. A. Houssiau et al., Arth. Rheum. 1988, 31: 784-788) y la enfermedad de Castleman (K. Yoshizaki et al., Blood 1989, 74: 1.360-1.367; S. J. Brant et al., Clin. Invest. 1.990, 86: 592-599), la nefritis proliferativa de células mesangiales [K. Ohta et al., Clin. Nephrol. (Alemania) 1992, 38: 185-189; A. Fukatsu et al., Lab. Invest. 1991, 65: 61-66; Y. Horii et al., J. Immunol. 1989, 143: 3.949-3.955] y la caquexia que acompaña al crecimiento tumoral (G. Strassman et al., J. Clin. Invest. 1992, 89: 1.681-1.684).
En ratones transgénicos H-2Ld hIL-6 (IL-6 Tgm), que expresan IL-6 humana (hIL-6) en exceso por ingeniería genética, se observaron plasmocitosis IgG1, nefritis proliferativa del mesangio, anemia, trombocitopenia y aparición de autoanticuerpos (T. Miyai et al., 21st Japan Immunol. Soc. Pres., "Hematological and Serological Changes Accompanying Aging in H-2Ld hIL-6 Transgenic Mice", 1.991), lo que sugiere que IL-6 está implicada en diversas enfermedades.
Además, se sabe también que IL-6 ejerce el efecto de provocar in vitro la proteolisis de proteínas musculares en mioblastos (T. Ebisui et al., Clinical Science 1995, 89: 431-439).
Sin embargo, no se ha sabido hasta ahora que un anticuerpo contra el receptor de la interleucina 6 sea eficaz a la hora de inhibir la proteolisis de proteínas musculares, y dichos intentos han de hacerse ya.
Tsujinaka et al. (Biochemical and Biophysical Research Communications, volumen 207, nº 1, 1995, páginas 168-174) estudiaron ratones transgénicos para interleucina 6. A las 16 semanas de edad, los músculos gastrocnemios de los ratones transgénicos para IL-6 se volvieron atróficos en comparación con los de los ratones normales, mientras que los pesos corporales aumentaron significativamente. Los autores concluyeron que la IL-6 es responsable del catabolismo muscular aumentado al activar el sistema lisosomal de catepsinas (B y L). Los resultados del estudio proporcionaron la clave de que la sobreproducción de IL-6 in vivo induce atrofia muscular. Los autores afirmaron que la IL-6 puede ser un candidato para un factor inductor de la proteolisis muscular e indicaron que planeaban reducir los cambios de los músculos en los ratones transgénicos mediante el tratamiento con anticuerpo anti-receptor de IL-6 de ratón y también planeaban examinar otro sistema proteolítico importante, es decir, las actividades de los proteosomas y la expresión del gen de la ubiquitina. Estas sugerencias experimentales no vienen respaldadas con resultados ni datos experimentales.
Descripción del invento
El presente invento pretende proporcionar un fármaco que inhiba la proteolisis de proteínas musculares y, más particularmente, proporciona un agente inhibidor de la proteolisis de proteínas musculares que comprende un anticuerpo contra el receptor de IL-6.
Después de la aparición de caquexia cancerosa, septicemia, traumatismo grave o distrofia muscular, etc., tiene lugar una proteolisis de la proteína del músculo esquelético de modo que se observa una disminución de la masa muscular. Hasta ahora, sólo se han tomado medidas nosotrópicas (dirigidas contra los síntomas) para inhibir a los agentes de esta proteolisis de proteínas musculares en estas enfermedades, y aún ha de establecerse un método fundamental de tratamiento para estas enfermedades.
Como resultado de llevar a cabo serios estudios sobre los efectos de un anticuerpo contra el receptor de IL-6 sobre la proteolisis de proteínas del músculo esquelético, los inventores del presente invento hallaron que un anticuerpo contra el receptor de IL-6 inhibe la expresión de sistemas de enzimas proteolíticas que provocan la proteolisis de proteínas musculares así como su actividad, lo que conduce a la complexión del presente invento.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una fotografía (x400) que muestra los resultados de una inmunotinción, con catepsina B, de un trozo de tejido de músculo gastrocnemio obtenido de un ratón testigo.
La Figura 2 es una fotografía (x400) que muestra los resultados de una inmunotinción, con catepsina B, de un trozo de tejido de músculo gastrocnemio de un ratón transgénico para IL-6 al que se ha administrado disolución salina tamponada con fosfato (PBS; del inglés, phosphate buffered saline).
La Figura 3 es una fotografía (x400) que muestra los resultados de una inmunotinción, con catepsina B, de un trozo de tejido de músculo gastrocnemio de un ratón transgénico para IL-6 al que se ha administrado un anticuerpo contra el receptor de IL-6.
La Figura 4 es una fotografía (x400) que muestra los resultados de una inmunotinción, con catepsina L, de un trozo de tejido de músculo gastrocnemio obtenido de un ratón testigo.
La Figura 5 es una fotografía (x400) que muestra los resultados de una inmunotinción, con catepsina L, de un trozo de tejido de músculo gastrocnemio de un ratón transgénico para IL-6 al que se ha administrado PBS.
La Figura 6 es una fotografía (x400) que muestra los resultados de una inmunotinción, con catepsina L, de un trozo de tejido de músculo gastrocnemio de un ratón transgénico para IL-6 al que se ha administrado un anticuerpo contra el receptor de IL-6.
La Figura 7 es una fotografía que muestra los resultados de una hibridación Northern sobre RNA que se origina en músculo gactrocnemio de (A) un ratón testigo, (B) un ratón transgénico al que se ha administrado PBS y (C) un ratón transgénico al que se ha administrado un anticuerpo contra el receptor de IL-6, usando cDNA de poliubiquitina para la sonda.
La Figura 8 es una fotografía que muestra los resultados de una hibridación Northern sobre RNA procedente de músculo gactrocnemio de (A) un ratón testigo, (B) un ratón transgénico al que se ha administrado PBS y (C) un ratón transgénico al que se ha administrado un anticuerpo contra el receptor de IL-6, utilizando cDNA de monoubiquitina para la sonda.
La Figura 9 es un gráfico que indica los pesos corporales de los ratones el día 17 del experimento, incluyendo los pesos tumorales.
La Figura 10 es un gráfico que indica los pesos de las canales de ratón el día 17 del experimento, sin incluir los pesos tumorales.
La Figura 11 es un gráfico que indica el peso del músculo gastrocnemio de los ratones el día 17 del experimento.
La Figura 12 es un gráfico que indica la actividad catepsina B en músculo gastrocnemio de ratón el día 17 del experimento.
La Figura 13 es un gráfico que indica la actividad catepsina B + L en músculo gastrocnemio de ratón el día 17 del experimento.
Descripción detallada
El agente inhibidor de la proteolisis de proteínas musculares del presente invento inhibe la descomposición del músculo esquelético y previene la disminución de masa muscular al disminuir la expresión y la actividad de sistemas de enzimas proteolíticas inducidos o potenciados por IL-6. Los sistemas de enzimas proteolíticas a los que aquí se hace referencia indican rutas de proteolisis lisosomales y no lisosomales, tales como las de catepsina B o L y de ubiquitina.
Los ejemplos de enfermedades en que la proteolisis de proteínas musculares resulta inhibida y las disminuciones de masa muscular son evitadas por el agente inhibidor de la proteolisis de proteínas musculares del presente invento incluyen caquexia cancerosa, sepsis, traumatismo grave y distrofia muscular.
Aunque el anticuerpo contra el receptor de IL-6 utilizado en el presente invento puede ser de cualquier origen o tipo (monoclonal o policlonal) con tal que bloquee la transducción de señales por IL-6 e inhiba la actividad biológica de IL-6, es particularmente preferible un anticuerpo monoclonal de origen mamífero. Como resultado de la unión con IL-6R, este anticuerpo inhibe la unión entre IL-6 e IL-6R, bloqueando por ello la transducción de señales de IL-6 e inhibiendo la actividad biológica de IL-6.
No hay limitaciones particulares en cuanto a la especie animal de la que proceden las células productoras del anticuerpo monoclonal con tal que sea un mamífero, y el anticuerpo puede ser un anticuerpo humano o el derivado de células de mamífero distintas de células humanas. En el caso de un anticuerpo monoclonal procedente de células de mamífero distintas de células humanas, es preferible el anticuerpo monoclonal de conejos o roedores a causa de la facilidad de su producción. Aunque no hay limitaciones particulares sobre el tipo de células de roedor utilizadas, los ejemplos preferibles incluyen células de ratón, rata y hámster.
Los ejemplos particularmente preferibles de este tipo de anticuerpo contra el receptor de IL-6 incluyen el anticuerpo MR16-1 (T. Tamura et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 11.924-11.928, 1993) y el anticuerpo PM-1 (Y. Hirata et al., J. Immunol. 143, 2.900-2.906, 1989).
El anticuerpo monoclonal puede ser básicamente preparado de la manera mostrada a continuación, usando técnicas conocidas. Es decir, usando IL-6R como antígeno sensibilizante, se inmuniza un huésped con este agente sensibilizante de acuerdo con un método de inmunización rutinario, después de lo cual las células inmunes resultantes son fusionadas con células madre conocidas de acuerdo con métodos de fusión celular rutinarios, lo que va seguido de la exploración de células productoras del anticuerpo monoclonal usando métodos de exploración ordinarios.
Más específicamente, debería seguirse el siguiente procedimiento para preparar el anticuerpo monoclonal. Por ejemplo, se obtiene el anteriormente mencionado antígeno sensibilizante usando la secuencia génica de IL-6R humano descrita en la Patente Europea nº EP325474. Después de insertar la secuencia génica de IL-6R humano en un sistema vector de expresión conocido y transformar una célula huésped adecuada, la proteína IL-6R objetivo es purificada a partir de la célula huésped o del sobrenadante del cultivo, después de lo cual esta proteína IL-6R purificada es utilizada como antígeno sensibilizante.
Además, se obtiene el anteriormente mencionado antígeno sensibilizante procedente de ratón usando la secuencia génica de IL-6R de ratón descrita en la Publicación de Patente no Examinada Japonesa nº 3-155795 y siguiendo un procedimiento igual al seguido al utilizar la anteriormente descrita secuencia génica de IL-6R humano.
Además del que se expresa en la membrana celular, el IL-6R capaz de ser liberado de la membrana celular (sIL-6R) puede ser también utilizado como antígeno. El sIL-6R está compuesto principalmente de la región extracelular del IL-6R unido a la membrana celular y difiere del IL-6R unido a la membrana en que carece de una región trasmembrana o de una región trasmembrana y una región intracelular.
Aunque no hay limitaciones particulares en cuanto a los mamíferos que son inmunizados con un antígeno sensibilizante, es preferible seleccionar un mamífero considerando su compatibilidad con las células madre utilizadas para la fusión celular. Los ejemplos típicos de los mamíferos utilizados incluyen ratones, ratas, hámsters y conejos.
La inmunización del animal con el antígeno sensibilizante se lleva a cabo de acuerdo con métodos conocidos. Por ejemplo, como un ejemplo de un método típico, la inmunización puede ser llevada a cabo inyectando el antígeno sensibilizante intraperitoneal o subcutáneamente. Más específicamente, después de diluir y suspender el antígeno sensibilizante en una cantidad adecuada de disolución salina tamponada con fosfato (PBS) o disolución salina fisiológica, la suspensión resultante es mezclada con una cantidad adecuada de un adyuvante ordinario, tal como adyuvante completo de Freund, según sea necesario. Después de un emulsionamiento, la emulsión resultante es adecuadamente administrada al mamífero a lo largo del curso de varias administraciones cada cuatro a 21 días. Además, puede utilizarse un vehículo adecuado durante la inmunización con el antígeno sensibilizante.
Después de inmunizar de esta manera y confirmar que el nivel del anticuerpo deseado ha crecido en el suero, se extraen células inmunes del mamífero y se utilizan para la fusión celular. Los ejemplos preferibles de células inmunes son las células esplénicas en particular. Las células de mieloma de un mamífero utilizadas como las otras células madres que se van a fusionar con las anteriormente mencionadas células inmunes pueden ser diversas cepas celulares previamente conocidas, ejemplos preferibles de las cuales incluyen P3 (P3x63Ag8.653; J. Immunol. 123: 1.458, 1978), P3-UI (Current Topics in Microbiology and Immunology 81: 1-7, 1978), NS-1 (Eur. J. Immunol. 6: 511-519, 1976), MPC-11 (Cell 8: 405-415, 1976), SP2/0 (Nature 276: 269-270, 1978), FO (J. Immunol. Meth. 35: 1-21, 1980), S194 (J. Exp. Med. 148: 313-323, 1978) y R210 (Nature 277: 131-133, 1979).
La fusión celular de las anteriormente mencionadas células inmunes y células de mieloma puede ser llevada básicamente a cabo de acuerdo con métodos conocidos, tal como el método de Milstein et al. (Milstein et al., Methods Enzymol. 73: 3-46, 1981). Más específicamente, la anteriormente mencionada fusión celular es llevada a cabo durante el curso de un cultivo normal con nutrientes en presencia de un activador de la fusión celular. Los ejemplos de activadores de fusión que se utilizan incluyen polietilenglicol (PEG) y virus Sendai (HVJ). Además, puede añadirse un agente auxiliar tal como dimetilsulfóxido y utilizarse para mejorar la eficacia de la fusión, según se desee.
La relación utilizada de células inmunes a células de mieloma es preferiblemente, por ejemplo, de 1 a 10 células inmunes por célula de mieloma. En cuanto al medio de cultivo utilizado para la fusión celular anteriormente mencionada, pueden utilizarse el medio de cultivo RPMI 1640 y el medio de cultivo MEM, adecuados para el desarrollo de la cepa de células de mieloma anteriormente mencionada, así como otro medio de cultivo ordinario utilizado en este tipo de cultivo celular. Además, éste puede ser también utilizado en combinación con complementos séricos tales como suero de ternera fetal (FCS; del inglés, fetal calf serum).
Para esta fusión celular, las cantidades prescritas de las anteriormente mencionadas células inmunes y células de mieloma son bien mezcladas en el anteriormente mencionado medio de cultivo, lo que va seguido de la adición de una disolución de PEG calentada de antemano a aproximadamente 37°C, por ejemplo, una disolución de PEG que tiene un peso molecular medio de aproximadamente 1.000 a 6.000, normalmente en una concentración de 30 a 60% (peso/volumen), y de mezclamiento para formar las células fusionadas objetivo (hibridoma). Continuando con la adición secuencial de una cantidad adecuada de medio de cultivo y la repetición de una centrifugación y una separación del sobrenadante, pueden eliminarse los agentes de fusión celular y demás no adecuados para el desarrollo del hibridoma.
Dicho hibridoma es seleccionado por cultivo en un medio de cultivo selectivo ordinario, tal como medio de cultivo HAT (medio de cultivo que contiene hipoxantina, aminopterina y timidina). El cultivo en dicho medio de cultivo HAT se continúa normalmente durante un período de varios días a varias semanas o durante un período que sea suficiente para eliminar todas las células salvo el hibridoma objetivo (células no fusionadas). A continuación, se realizan una exploración y la clonación individual del hibridoma que produce el anticuerpo objetivo, llevando a cabo una dilución limitante ordinaria.
El hibridoma así preparado que produce el anticuerpo monoclonal puede ser subcultivado en un medio de cultivo ordinario y ser almacenado durante mucho tiempo en nitrógeno líquido.
Con objeto de obtener el anticuerpo monoclonal de dicho hibridoma, se cultiva dicho hibridoma de acuerdo con métodos ordinarios y se emplea un método para obtención en forma de sobrenadante de cultivo, o se emplea un método mediante el cual el hibridoma es trasplantado a un mamífero con el que es compatible y es dejado crecer y luego se obtienen los anticuerpos en forma de fluido ascítico. El primer método es adecuado para obtener un anticuerpo muy puro, mientras que el segundo método es adecuado para la producción de grandes cantidades de anticuerpo.
Además, el anticuerpo monoclonal no sólo se obtiene de las células productoras de anticuerpo obtenidas al inmunizar con antígeno y de un hibridoma producido por fusión celular, sino que también puede utilizarse el anticuerpo monoclonal que se produce usando tecnología de recombinación génica por clonación de un gen de anticuerpo, incorporación de ese gen a un vector adecuado e introducción de ese vector en una cepa celular conocida, tal como células COS o CHO (véase, por ejemplo, A.-M. Vandamme et al., Eur. J. Biochem. 192: 767-775, 1990).
Además, el anticuerpo monoclonal obtenido al usar los métodos anteriormente mencionados puede ser purificado hasta una pureza elevada utilizando técnicas de purificación ordinarias tales como precipitación salina, filtración en gel y cromatografía de afinidad. Puede confirmarse que el anticuerpo monoclonal producido de esta manera reconoce al antígeno, tanto con elevada sensibilidad como con elevada exactitud, mediante técnicas inmunológicas ordinarias tales como radioinmunoensayo (RIA), inmunoensayo enzimático (EIA, ELISA) y análisis por inmunofluorescencia.
El anticuerpo monoclonal utilizado en el presente invento no se limita al anticuerpo monoclonal producido por el hibridoma sino que también puede ser el que ha sido artificialmente modificado con el fin de reducir la heteroantigenicidad para seres humanos. Por ejemplo, puede utilizarse un anticuerpo quimérico que esté compuesto de las regiones variables del anticuerpo monoclonal de un ratón u otro mamífero distinto de un ser humano, y regiones constantes de un anticuerpo humano. Este tipo de anticuerpo quimérico puede ser producido utilizando métodos conocidos para producir anticuerpos quiméricos y, particularmente, usando tecnología de recombinación génica.
Además, en el presente invento también puede utilizarse un anticuerpo humano remodelado. Un anticuerpo remodelado es aquél en que las regiones determinantes de complementariedad de un anticuerpo humano están sustituidas por las regiones determinantes de complementariedad de un anticuerpo de un mamífero distinto de un ser humano, tal como un ratón, y se conocen sus técnicas generales de recombinación génica. Usando éstos métodos conocidos, puede obtenerse un anticuerpo humano remodelado que sea útil en el presente invento.
Además, pueden sustituirse aminoácidos de las regiones estructurales (FR; del inglés, framework) de la región variable del anticuerpo con objeto de formar un adecuado sitio ligante de antígeno en las regiones determinantes de complementariedad del anticuerpo humano remodelado (Sato et al., Cancer Res. 53: 1-6, 1933). Un ejemplo preferible de este tipo de anticuerpo humano remodelado es PM-1 humanizado (hPM-1; véase la Solicitud de Patente Internacional nº WO 92-19759).
Además, puede construirse un gen que codifique fragmentos de anticuerpo, tal como Fab o Fv, o un Fv de una sola cadena (scFv; del inglés, single chain Fv) en que Fvs de la cadena H y la cadena L están unidos por un conector adecuado; este gen puede luego expresarse en una célula huésped adecuada y utilizarse después para el fin anteriormente descrito con tal que se una al antígeno e inhiba la actividad de IL-6 (véanse, por ejemplo, Bird et al., TIBTECH 9: 132-137, 1991; Huston et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 5.879-5.883, 1988). Además, la región V del anticuerpo remodelado anteriormente mencionado puede ser usada para las Fvs de la cadena H y la cadena L utilizadas para producir scFv.
El agente inhibidor de enzimas proteolíticas de proteínas musculares que comprende un anticuerpo contra el receptor de IL-6 del presente invento puede ser utilizado en el presente invento con tal que bloquee la transducción de señales de IL-6 y sea eficaz frente a las enfermedades que presentan descomposición de proteína muscular. El fármaco terapéutico preventivo del presente invento es preferiblemente administrado parenteralmente y puede ser administrado sistémica o tópicamente mediante, por ejemplo, inyección intravenosa, inyección intramuscular, inyección intraperitoneal o inyección subcutánea. Además, puede tener la forma de una composición o sistema farmacéutico con al menos un tipo de vehículo o agente diluyente farmacéutico.
Aunque la dosis varía de acuerdo con el estado y la edad del paciente o con el método de administración, es necesario seleccionar una dosis adecuada para la dosis del fármaco preventivo o terapéutico del presente invento para seres humanos. Por ejemplo, puede seleccionarse una dosis dividida entre cuatro administraciones o menos dentro del intervalo de aproximadamente 1 a 1.000 mg/paciente. Además, puede administrarse en una dosis de 1 a 10 mg/kg/semana. Sin embargo, el fármaco preventivo o terapéutico del presente invento no se limita a estas dosis.
El fármaco preventivo o terapéutico del presente invento puede ser preparado de acuerdo con métodos rutinarios. Por ejemplo, para preparar una preparación para inyección, el anticuerpo purificado contra IL-6R es disuelto en un disolvente tal como disolución salina fisiológica o tampón fisiológico, lo que va seguido de la adición de un agente para prevenir la adsorción, tal como Tween80, gelatina o albúmina sérica humana (HSA; del inglés, human serum albumin). Alternativamente, puede ser también liofilizado con objeto de ser reconstituido antes de su uso. Los ejemplos de vehículos que pueden ser utilizados para la liofilización incluyen alcoholes de azúcar y azúcares tales como manitol y glucosa.
Ejemplos
Aunque a continuación se proporciona una explicación detallada del presente invento por medio de sus Ejemplos y Ejemplos de Referencia, el presente invento no se limita a éstos.
Ejemplo de Referencia 1
Preparación de B6Ld-IL-6 Ratones transgénicos
Un fragmento Sph1-XhoII de 3,3 kb que contenía cDNA de IL-6 humana fusionado con el promotor de H-2Ld (Ld-IL-6; Suematsu et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86, 7.547, 1989) fue inyectado mediante microinyección en el pronúcleo del óvulo fertilizado de ratones CS7BL/6J (B6; Japan Clea) de acuerdo con el método de Yamamura et al. descrito en J. Biochem. 96, 357, 1984.
La introducción del transgén anteriormente mencionado fue explorada mediante un análisis, por transferencia Southern, de DNA caudal sometido a digestión con EcoRI, utilizando un fragmento TaqI-BanII de cDNA de IL-6 humana marcado con ^{32}P para la sonda. El transgén fue detectado al identificar los ratones transgénicos mediante análisis, por reacción en cadena de la polimerasa (PCR; del inglés, polymerase chain reaction), de DNA caudal utilizando TaqDNA polimerasa y dos tipos de cebadores específicos para cDNA de IL-6 humana, es decir, CHIL6P5 (5'-ACCTCTTCAG
AACGAATTGACAAA-3'; SEQ ID. NO: 1) y CHIL6p7i (5'-AGCTGCGCAGAATGAGATGAGTTGT-3'; SEQ ID NO: 2). Las concentraciones de IL-6 en suero, según se determinaron mediante un ensayo ELISA específico para IL-6 humana (T. Matsuda et al., Eur. J. Immunol. 18, 951-956, 1988), en estos ratones transgénicos fueron superiores a 600 pg/ml después de 12 semanas de edad.
Ejemplo de Referencia 2
Preparación de anti-IL-6R en rata Anticuerpo
Se prepararon células CHO productoras de IL-6R soluble de ratón del modo descrito por Saito et al., J. Immunol. 147, 168-173, 1991. Estas células fueron cultivadas en medio \alphaMEM que contenía suero bovino fetal (FBS; del inglés, fetal bovine serum) al 5% a 37°C en una atmósfera húmeda que contenía CO_{2} al 5% en aire. El medio acondicionado fue recuperado y fue usado como una preparación de sIL-6R. La concentración de sIL-6R de ratón en el medio fue medida mediante un ensayo ELISA sándwich usando el anticuerpo monoclonal RS15 anti-IL-6R de ratón (Saito et al., J. Immunol. 147, 168-173, 1991) y anticuerpo policlonal de conejo anti-IL-6R de ratón.
El sIL-6R de ratón fue purificado mediante una columna de afinidad en la que estaba adsorbido anticuerpo monoclonal anti-IL-6R de ratón (RS12). Se inmunizaron ratas Wistar mediante una inyección subcutánea de 50 \mug de sIL-6R purificado de ratón en adyuvante completo de Freund, seguida de un refuerzo con cuatro inyecciones de 50 \mug de sIL-6R de ratón en adyuvante incompleto de Freund una vez a la semana comenzando dos semanas más tarde. Una semana después del refuerzo final, se administraron intravenosamente 50 \mug de sIL-6R de ratón en 100 \mul de disolución salina tamponada con fosfato (PBS) a las ratas.
Se extirparon los bazos de las ratas 3 días más tarde y se fusionaron las células esplénicas de rata con células de mieloma p3U1 de ratón en una relación de 10:1 usando polietilenglicol (Boehringer-Mannheim). Después de una incubación durante la noche en 100 \mul de medio RPMI1690 que contenía FBS al 10%, a 37°C, en los pocillos de una placa de 96 pocillos (Falcon 3075). Se añadieron 100 \mul de medio de hipoxantina, aminopterina y timidina (HAT) que contenía IL-6 humana a cada pocillo. La mitad del medio fue diariamente sustituida por medio HAT durante 4 días.
Después de 7 días, se seleccionó el hibridoma que producía anti-sIL-6R de ratón mediante un ensayo de unión a sIL-6R de ratón (ELISA). En otras palabras, se incubaron 100 \mul del sobrenadante de hibridoma durante 60 minutos en placas revestidas con anticuerpo policlonal de conejo anti-IgG de rata en una concentración de 1 \mug/ml. Las placas fueron lavadas y fueron incubadas con 100 \mug/ml de sIL-6R de ratón. Después de un lavado, se añadió anticuerpo policlonal de conejo anti-IL-6R de ratón en una concentración de 2 \mug/ml, después de lo cual las placas fueron lavadas y fueron luego incubadas durante 60 minutos con anticuerpo policlonal de cabra anti-IgG de conejo, unido a fosfatasa alcalina (Tago).
Finalmente, después de un lavado, las placas fueron incubadas con sustrato de fosfatasa alcalina (Sigma 104; p-nitrofenilfosfato) y fueron luego leídas utilizando un aparato para lectura de placas (Tosoh), a 405 nm. El hibridoma que reconocía sIL-6R de ratón fue clonado dos veces por dilución limitada. Con objeto de preparar el fluido ascítico, se inyectaron dos veces 0,5 ml de pristano a ratones BALB/c nu/nu, después de lo cual, 3 días más tarde, se inyectaron intraperitonealmente 3 x 10^{6} células de hibridoma establecidas. El fluido ascítico fue recogido de 10 a 20 días más tarde, y el anticuerpo monoclonal MR16-1 fue purificado del fluido ascítico usando una columna de proteína G (Oncogene Science).
El efecto neutralizante del anticuerpo producido por MR16-1 sobre IL-6 fue analizado de acuerdo con la incorporación de ^{3}H-timidina por células MH60.BSF2 (Matsuda et al., Eur. J. Immunol. 18, 951-956, 1988). Se distribuyeron células MH60.BSF2 en una placa de 96 pocillos en una cantidad de 1 x 10^{4} células/200 \mul/pocillo, lo que fue seguido de la adición de IL-6 de ratón (10 pg/ml) y anticuerpo MR16-1 o RS12, después de lo cual las células se cultivaron durante 44 horas en CO_{2} al 5% a 37°C. A continuación, se añadió ^{3}H-timidina (3,7 x 10^{7} Bq/pocillo) a cada pocillo, y, 4 horas más tarde, se midió la incorporación de ^{3}H-timidina.
Ejemplo 1
Experimento 1
Se mantuvieron ratones transgénicos como los descritos anteriormente en jaulas individuales dentro de una habitación con aire acondicionado, ajustada a un ciclo de luz/oscuridad de 12 horas al día. Los animales se alimentaron ad libitum con dieta estándar CE-2 de laboratorio, obtenida de Japan Clea. Para el testigo, se mantuvieron ratones C57BL/6J normales bajo idénticas condiciones. Se asignaron los ratones a tres grupos. Se asignaron seis de los ratones normales al grupo testigo (C-1 a C-6, todos hembras). Se asignaron seis de los susodichos ratones transgénicos a los grupos de ensayo (A-1 a A-4 = hembras; A-5 y A-6 = machos). Se asignaron cinco de los susodichos ratones transgénicos a un grupo de comparación (P-1 a P-4 = hembras; P-5 = macho).
Tras dejarlos hasta 4 semanas de edad, los ratones del grupo de ensayo recibieron intravenosamente el anticuerpo monoclonal MR16-1 de ratón contra receptores de IL-6 descrito en el Ejemplo de Referencia 2, en una dosis de 2 mg/ratón a las 5 semanas de edad. Luego se administró subcutáneamente el susodicho anticuerpo monoclonal MR16-1 de ratón dos veces a la semana en una dosis de 100 \mug/ratón desde las 6 hasta la 14 semanas de edad. Tras ser pesados a las 15 semanas de edad, los ratones fueron sacrificados y sometidos a una autopsia para extraer el músculo gastrocnemio y el bazo, después de lo cual se midieron sus pesos. Las muestras de músculo gastrocnemio fueron rápidamente congeladas en nitrógeno líquido después de la medición del peso. Los animales del grupo de comparación fueron tratados simultáneamente a los del grupo de ensayo con la excepción de la administración de un volumen igual de disolución salina tamponada con fosfato (PBS) en lugar de anticuerpo. Los animales del grupo testigo no recibieron anticuerpo ni PBS.
Los resultados se muestran en la Tabla 1.
TABLA 1
Ratón Sexo Peso corporal (g) Peso del músculo Peso del bazo (mg)
gastrocnemio (mg)
Peso Media SD Peso Media SD Peso Media SD
C-1 H 21,67 131,9 964
C-2 H 19,77 112,8 877
C-3 H 21,58 127,8 911
C-4 H 20,31 112,1 864
C-5 H 18,58 110,1 823
C-6 H 21,11 20,5 1,2 121,2 119,3 9,09 738 862,8 77,4
P-1 H 23,84 91,8 1.303
P-2 H 18,07 71,8 1.061
P-3 H 21,19 109,1 977
P-4 H 23,68 21,7 2,7 91,3 91,0 15,2 1.628 1.242 292
TABLA 1 (continuación)
Ratón Sexo Peso corporal (g) Peso del músculo Peso del bazo (mg)
gastrocnemio (mg)
Peso Media SD Peso Media SD Peso Media SD
P-5 M 30,56 192,1 1.722
A-1 H 20,09 110,1 921
A-2 H 19,6 121,8 888
A-3 H 18,15 106,9 843
A-4 H 21,03 19,7 1,2 130,4 117,3 10,8 902 888,5 33,2
A-5 M 23,52 144,2 1.032
A-6 M 23,60 23,6 0,06 139,7 142,0 3,18 1.049 1.041 12
SD = desviación estándar (del inglés, standard deviation)
\vskip1.000000\baselineskip
A pesar de que los pesos corporales del grupo de comparación eran mayores que los del grupo testigo, los pesos del músculo gastrocnemio eran menores y se observó atrofia muscular. Además, también se observó un aumento del peso del bazo. Por otra parte, estos cambios no se observaron en el grupo de ensayo, y los resultados fueron casi iguales a los del grupo testigo para todos los parámetros.
Experimento 2
Se mantuvieron y trataron animales de la misma manera que en el Experimento 1. Se asignaron seis de los susodichos ratones normales (C-1 a C-6 = todos hembras) al grupo testigo y se asignaron cinco de los susodichos ratones transgénicos (A-1 a A-4 = hembras; A-5 = macho) al grupo de ensayo. Se asignaron cinco de los susodichos ratones transgénicos (P-1 a P-4 = hembras; P-5 y P-6 = machos) al grupo de comparación. Se lavó dos veces el músculo gastrocnemio de ratón, obtenido a las 16 semanas de edad de la misma manera que en el Experimento 1, con una disolución de homogeneización (sacarosa 250 mM, EGTA 2 mM, EDTA 2 mM, Tris-HCl 20 mM, pH de 7,4), lo que fue seguido de homogeneización para preparar una suspensión celular usando un homogeneizador Polytron y tratamiento ultrasónico en 1 ml de la susodicha disolución de homogeneización que contenía Triton-X100
al 0,2%.
El producto de homogeneización resultante fue separado por centrifugación durante 15 minutos a 18.000 G. El sobrenadante fue diluido con un volumen igual de glicerol y fue guardado a -40°C hasta el momento del análisis. Luego se ensayó la actividad catepsina B en un pH de 6,0 utilizando Z-Arg-Arg-AMC 10 \muM como sustrato, de acuerdo con el método de Barrett et al. (A. J. Barrett et al., Methods Enzymol. 80: 535-561, 1976). Al margen de esto, con objeto de obtener una muestra en blanco, el extracto anteriormente mencionado fue incubado durante 5 minutos a 37°C con E-64 [L-3 carboxi-trans-2,3-epoxipropionil-leucilamido-(4-guanidino)butano; Protein Research Foundation, Osaka, Japón] 1 \muM para inhibir la actividad catepsina B.
Se ensayó la actividad catepsina B + L de la misma manera que en el ensayo de la actividad catepsina B con la excepción de que se usó Z-Phe-Arg-AMC como sustrato. Puesto que este sustrato es hidrolizado no sólo por catepsina L sino también por catepsina B, su hidrólisis puede ser utilizada como un indicador de la actividad catepsina B + L. La concentración de proteína del extracto fue determinada de acuerdo con el método de Bradford (M. M. Bradford, Anal. Biochem. 72: 248-254, 1976).
Se calculó la actividad específica (nanomoles de AMC/mg de proteína hora) para cada animal al dividir la velocidad de producción de AMC en el ensayo anteriormente mencionado (nanomoles de AMC/ml h) por la concentración de proteína (mg/ml). Los resultados se muestran en las Tablas 2 y 3.
TABLA 2 Catepsina B
Ratón \DeltaAMC Conc. Proteína Actividad específica Media SD
C-1 0,0065 2.381,4 3,602
C-2 0,0054 2.195,3 3,221
C-3 0,0056 2.477,1 2,979
C-4 0,0045 2.189,3 2,737
C-5 0,0049 1.998,3 3,213
C-6 0,0066 2.255 3,88 3,272 0,41
B-1 0,142 2.188,3 85,69
B-2 0,1757 3.029,2 76,58
B-3 0,0367 2.304,1 21,02
B-4 0,137 2.176,8 83,1
B-5 0,0412 3.091,9 17,59 56,8 34,4
A-1 0,0068 2.188,8 4,083
A-2 0,0084 2.303,1 4,817
A-3 0,0056 2.171,8 3,382
A-4 0,0073 2.356,3 4,083
A-5 0,0054 2.579,4 2,761 3,825 0,78
TABLA 3 Catepsina B + L
Ratón \DeltaAMC Conc. proteína Actividad específica Media SD
C-1 0,1112 2.381,4 61,64
C-2 0,1276 2.195,3 76,72
C-3 0,11408 2.477,1 60,79
C-4 0,11685 2.189,3 70,45
C-5 0,1034 1.998,3 68,31
C-6 0,11234 2.255 65,76 67,28 5,942
B-1 0,90735 2.188,3 547,3
B-2 1,0155 3.029,2 442,5
B-3 0,30005 2.304,1 171,9
B-4 0,85004 2.176,8 515,5
B-5 0,26715 3.091,9 114,1 358,2 201,2
A-1 0,09708 2.188,8 58,55
A-2 0,13749 2.303,1 78,8
A-3 0,07708 2.171,8 46,85
A-4 0,08475 2.356,3 47,48
A-5 0,04716 2.579,4 24,14 51,16 19,88
Aunque las actividades catepsina B y catepsina B + L estaban significativamente aumentadas en el grupo de comparación, el nivel de actividad en el grupo de ensayo era casi el mismo que en el grupo testigo.
Experimento 3
Se mantuvieron y trataron los animales de la misma manera que en el Experimento 1, se obtuvo el músculo gastrocnemio de la misma manera, se prepararon cortes transversales congelados de dicho músculo gastrocnemio con un grosor de 4 \mum y se pusieron los cortes en portaobjetos revestidos con poli-L-lisina. Uno de los portaobjetos fue teñido con tintura de hematoxilina y eosina.
En cuanto a los otros portaobjetos, una vez bloqueada la peroxidasa intrínseca durante 20 minutos en azida sódica al 0,1% (peso/volumen) que contenía peróxido de hidrógeno al 0,3% (volumen/volumen), se trataron durante 20 minutos con suero normal de cabra al 3% (volumen/volumen) para bloquear toda unión inespecífica. Luego se incubaron los cortes durante la noche con anticuerpo purificado de conejo contra catepsina B de rata (E. Kominami et al., J. Biochem. 98: 87-93, 1985) (2 \mug/ml) y anticuerpo de conejo contra catepsina L de rata (Y. Banco et al., J. Biochem. 100: 35-42, 1986) (10 \mug/ml) en una habitación humidificada a 4°C.
Tras un lavado en PBS, se añadió inmunoglobulina anti-conejo de ratón conjugada con biotina (sistema Histofine SAB-PO, Nichirei Co., Ltd.), después de lo cual se incubaron los portaobjetos durante 20 minutos a temperatura ambiental. Después de un lavado a fondo en PBS, se añadió estreptavidina conjugada con peroxidasa, tras lo cual se incubaron adicionalmente los portaobjetos durante 20 minutos.
Se desarrollaron los productos inmunoteñidos dejándolos reaccionar durante 3 minutos con 3,3-diaminobencidina al 0,02% (peso/volumen) e hidrógeno peroxidasa al 0,03% (volumen/volumen) en Tris-HCl 0,05 M (pH de 7,6). Cada ensayo de tinción contenía un testigo negativo al usarse suero normal de cabra. Los resultados se muestran en las Figuras 1 a 6. Las catepsinas B y L resultaron intensamente teñidas en los ratones transgénicos para IL-6. Por otra parte, la expresión de catepsinas B y L resultó inhibida en los ratones transgénicos a los que se había administrado el anticuerpo contra el receptor de IL-6.
Experimento 4
Se mantuvieron y trataron los animales de la misma manera que en el Experimento 1. Se usaron diez de los anteriormente mencionados ratones normales para el grupo testigo, mientras que se usaron 10 de los anteriormente mencionados ratones transgénicos para el grupo de ensayo. Se extrajo el RNA total del músculo gastrocnemio utilizando tiocianato de guanidina de acuerdo con el método de J. M. Chirgwin et al., Biochemistry 18: 5.291-5.301, 1979, el cual fue luego cuantificado de acuerdo con la densidad óptica a 260 nm.
Se sometió una muestra de RNA de 10 \mug a electroforesis en un gel de agarosa al 1,0% que contenía formaldehído, después de lo cual el RNA fue transferido durante la noche a una membrana de nailon High-Bond (Amersham) usando una disolución estándar de citrato y sal 20x (SSC: del inglés, standard salt citrate; NaCl 0,15 M y citrato sódico 15 mM, pH de 7,0). Se visualizó el RNA del gel y el filtro con bromuro de etidio y se tomaron fotografías mediante transiluminación UV para confirmar que se habían transcrito cantidades iguales de RNA.
Se prepararon sondas radiactivamente marcadas de acuerdo con el método del cebador aleatorio utilizando cDNA que codifica poliubiquitina (poli-Ub) y cDNA que codifica monoubiquitina (mono-Ub) (H. Kanayama et al., Cancer Res. 51: 6.677-6.685, 1991). Una vez prehibridada la susodicha membrana durante 1 hora, fue hibridada durante la noche con las sondas anteriormente mencionadas usando tampón Church. El filtro fue expuesto a una película Kodak XAR-5 durante un periodo de 1 a 3 horas a -80°C usando una pantalla reforzada. Las imágenes de la película fueron luego cuantificadas con un densitómetro utilizando un sistema MCID (Imaging Research Inc., Ontario, Canadá). Los resultados se muestran en las Figuras 7 y 8. La expresión de RNA estaba potenciada en los ratones transgénicos para poli-Ub y mono-Ub, y la expresión de RNA estaba inhibida en el grupo al que se había administrado el anticuerpo contra el receptor de IL-6.
Ejemplo 2
Se estudió el efecto inhibidor del anticuerpo contra el receptor de IL-6 sobre la proteolisis de proteína muscular en ratones portadores de tumor colon 26. Se utilizaron ratones BALB/c machos de seis semanas de edad en el estudio, y se trasplantó subcutáneamente colon 26 en la ijada de los ratones el día en que se inició el experimento. Se administró subcutáneamente el anticuerpo MR16-1 contra el receptor de IL-6 de ratón (véase el Ejemplo de Referencia 2) en una cantidad de 0,5 mg/ratón los días 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 16 después del trasplante de colon 26 el día en que se inició el experimento. Con este método, se había confirmado en experimentos previos que hay poca aparición de anticuerpo neutralizante contra anticuerpo de proteína heterogénea de rata. Además, se administró IgG de rata (KH5) de acuerdo con el mismo programa tanto a un grupo testigo portador de tumor (n = 7) como a un grupo testigo no portador de tumor (n = 7).
Se observaron los animales en cuanto al peso corporal incluyendo el peso tumoral, el peso corporal excluyendo el peso tumoral (peso de la canal) y el peso del músculo gastrocnemio el día 17 después del inicio del experimento, y también se analizaron las actividades catepsina B y catepsina B + L del músculo gastrocnemio. Además, el ensayo de actividad catepsina B y actividad catepsina B + L fue llevado a cabo del mismo modo que en el Experimento 2 anteriormente mencionado.
En las Figuras 9, 10 y 11 se muestran, respectivamente, el peso corporal incluyendo el peso tumoral, el peso corporal excluyendo el peso tumoral (peso de la canal) y el peso del músculo gastrocnemio el día 17 después del inicio del experimento. Las disminuciones en el peso de la canal y en el peso del músculo gastrocnemio estaban inhibidas en el grupo de administración de anticuerpo contra el receptor de IL-6 (no hubo diferencias significativas en el peso corporal que incluía el peso tumoral).
\newpage
En las Figuras 12 y 13 se muestran, respectivamente, la actividad catepsina B y la actividad catepsina B + L el día 17 del experimento. Los aumentos de actividad catepsina B y actividad catepsina B + L observados a lo largo del tiempo resultaban inhibidos por la administración de anticuerpo contra el receptor de IL-6 (no hubo diferencias significativas observadas en cuanto a la actividad catepsina B).
Aplicabilidad industrial
La IL-6 está implicada en la descomposición del músculo esquelético mediada por sistemas de enzimas proteolíticas. Puesto que se ha observado que el anticuerpo contra el receptor de IL-6 presenta efectos inhibidores sobre la proteolisis de proteína muscular, se sugiere que el presente invento es útil como un agente inhibidor de la proteolisis de proteína muscular.
SEQ ID NO: 1
Longitud de la secuencia: 24
Forma de la secuencia: ácido nucleico
Nº de cadenas: Cadena única
Tipo de secuencia: DNA sintético
Secuencia: ACCTCTTCAG AACGAATTGA CAAA
\vskip1.000000\baselineskip
SEQ ID NO: 2
Longitud de la secuencia: 25
Forma de la secuencia: ácido nucleico
Nº de cadenas: Cadena única
Tipo de secuencia: DNA sintético
Secuencia: AGCTGCGCAG AATGAGATGA GTTGT

Claims (8)

1. Uso de un anticuerpo contra el receptor de la interleucina 6 para la fabricación de un medicamento para aplicación terapéutica como un agente inhibidor de la proteolisis de proteínas musculares.
2. Un uso como el expuesto en la reivindicación 1, en el que el anticuerpo contra el receptor de la interleucina 6 es un anticuerpo que inhibe la actividad biológica de la interleucina 6.
3. Un uso como el expuesto en la reivindicación 1, en el que el anticuerpo contra el receptor de la interleucina 6 reconoce el receptor de la interleucina 6 humana.
4. Un uso como el expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el anticuerpo contra el receptor de la interleucina 6 es un anticuerpo monoclonal.
5. Un uso como el expuesto en la reivindicación 2, en el que el anticuerpo es un anticuerpo monoclonal.
6. Un uso como el expuesto en la reivindicación 4, en el que el anticuerpo monoclonal es el anticuerpo PM-1.
7. Un uso como el expuesto en la reivindicación 6, en el que el anticuerpo PM-1 es anticuerpo PM-1 humanizado.
8. Un uso como el expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la aplicación terapéutica es la inhibición de la proteolisis de proteínas musculares que tiene lugar durante la caquexia cancerosa, la sepsis, el traumatismo grave o la distrofia muscular.
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