ES2562658T3 - Procedimientos y medios para el salto eficiente del exón 45 en el pre-ARNm de la distrofia muscular de Duchenne - Google Patents
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Abstract
Un oligonucleótido antisentido, por el que dicho oligonucleótido antisentido es capaz de unirse a un tramo de al menos 21 nucleótidos dentro de la siguiente secuencia de nucleótidos dentro del exón 45 del pre-ARNm de distrofina:**Fórmula** y en el que dicho oligonucleótido tiene una longitud de al menos 21 nucleótidos y en el que dicho oligonucleótido antisentido no consiste en 5'-AACAGTTTGCCGCTGCCAATGCCA-3', 5'-CTGACAACAGTTTGCCGCTGCCCAA-3', 5'-GTTGCATTCAATGTTCTGACAACAG-3', 5'-GCTGAATTATTTCTTCCCCAGTTGC-3' o 5'-ATTATTTCTTCCCCAGTTGCATTCA-3'.
Description
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secuencias que comprenden o que consisten en secuencias de un intrón del pre-ARNm de DMD que está adyacente a exón 45; es decir intrón 44 o 45.
Un tramo continuo de al menos 21, 25, 30, 35, 40, 45, 50 nucleótidos dentro del exón 45 se selecciona a partir de la secuencia:
(SEC ID N.º: 2).
Se ha encontrado que una molécula que se une a una secuencia de nucleótidos que comprende o que consiste en un tramo continuo de al menos 21, 25, 30, 35, 40, 45, 50 nucleótidos de SEC ID N.º: 2 da como resultado salto altamente eficiente de exón 45 en una célula proporcionada con esta molécula. Se encontró que moléculas que unen a una secuencia de nucleótidos que comprende un tramo continuo de menos de 21 nucleótidos de SEC ID N.º: 2 inducían salto del exón en una manera menos eficiente que las moléculas de la divulgación. Por lo tanto, en la divulgación, se proporciona un procedimiento en el que una molécula se une a un tramo continuo de al menos 21, 25, 30, 35 nucleótidos en SEC ID N.º: 2. Al contrario de lo que se piensa generalmente, los autores de la invención encontraron sorprendentemente que se pueden alcanzar una especificidad y una eficiencia de salto de exones más altas usando oligonucleótidos que tengan una longitud de al menos 21 nucleótidos. Ninguna de las secuencias indicadas se deriva de partes conservadas de sitios de unión-ayuste. Por lo tanto, no es probable que dicha molécula medie en el ayuste diferencial de otros exones del pre-ARNm de DMD o de exones de otros genes.
En una realización, una molécula de la invención capaz de interferir con la inclusión de exón 45 del pre-ARNm de DMD es una molécula de compuesto que se une a la secuencia especificada, o una proteína tal como una proteína de unión a ARN o una proteína de dedos de cinc que no se da en la naturaleza que se ha modificado para ser capaz de unirse a la secuencia de nucleótidos indicada en una molécula de ARN. Procedimientos para rastrear moléculas de compuestos que unen secuencias de nucleótidos específicas se divulgan por ejemplo en el documento PCT/NL01/00697 y en la patente de los EE.UU. 6875736, que se incluyen en el presente documento por referencia. Procedimientos para diseñar proteínas de dedos de cinc de unión a ARN que se unen a secuencias de nucleótidos específicas se divulgan por Friesen y Darby, Nature Structural Biology 5: 543-546 (1998) que se incluye en el presente documento por referencia.
En una realización adicional, una molécula de la invención capaz de interferir con la inclusión de exón 45 del pre-ARNm de DMD comprende un oligonucleótido antisentido que es complementario de y puede formar pares de bases con la hebra codificante del pre-ARNm del gen DMD. Dicho oligonucleótido antisentido contiene preferentemente un residuo de ARN, un residuo de ADN, y/o un análogo nucleotídico o equivalente, como se detallará adicionalmente más adelante en el presente documento.
Una molécula preferida de la invención comprende una secuencia basada en nucleótidos o una secuencia de nucleótidos o una secuencia oligonucleotídica antisentido de entre 21 y 50 nucleótidos o bases, más preferida entre 21 y 40 nucleótidos, más preferida entre 21 y 30 nucleótidos, tal como de 21 nucleótidos, 22 nucleótidos, 23 nucleótidos, 24 nucleótidos, 25 nucleótidos, 26 nucleótidos, 27 nucleótidos, 28 nucleótidos, 29 nucleótidos, 30 nucleótidos, 31 nucleótidos, 32 nucleótidos, 33 nucleótidos, 34 nucleótidos, 35 nucleótidos, 36 nucleótidos, 37 nucleótidos, 38 nucleótidos, 39 nucleótidos, 40 nucleótidos, 41 nucleótidos, 42 nucleótidos, 43 nucleótidos, 44 nucleótidos, 45 nucleótidos, 46 nucleótidos, 47 nucleótidos, 48 nucleótidos, 49 nucleótidos o 50 nucleótidos.
Una molécula muy preferida de la invención comprende una secuencia basada en nucleótidos de 25 nucleótidos.
Una molécula de la invención se une a un tramo continuo de o es complementaria a o es antisentido con respecto a al menos un tramo continuo de al menos 21 nucleótidos dentro de la secuencia de nucleótidos SEC ID N.º: 2.
En una cierta realización, la invención proporciona una molécula que comprende o que consiste en una secuencia de nucleótidos antisentido seleccionada a partir de las secuencias de nucleótidos antisentido como se representan en la Tabla 1, salvo SEC ID N.º: 68. Una molécula de la invención que es antisentido con respecto a la secuencia de SEC ID N.º: 2, que está presente en el exón 45 del gen DMD comprende preferentemente o consiste preferentemente en la secuencia de nucleótidos antisentido de SEC ID N.º: 3; SEC ID N.º: 4, SEC ID N.º: 5, SEC ID N.º: 6, SEC ID N.º: 7, SEC ID N.º: 8, SEC ID N.º: 9, SEC ID N.º: 10, SEC ID N.º: 11, SEC ID N.º: 12, SEC ID N.º: 13, SEC ID N.º: 14, SEC ID N.º: 15, SEC ID N.º: 16, SEC ID N.º: 17, SEC ID N.º: 18, SEC ID N.º: 19, SEC ID N.º: 20, SEC ID N.º: 21, SEC ID N.º: 22, SEC ID N.º: 23, SEC ID N.º: 24, SEC ID N.º: 25, SEC ID N.º: 26, SEC ID N.º: 27, SEC ID N.º: 28, SEC ID N.º: 29, SEC ID N.º: 30, SEC ID N.º: 31, SEC ID N.º: 32, SEC ID N.º: 33, SEC ID N.º: 34, SEC ID N.º: 35, SEC ID N.º: 36, SEC ID N.º: 37, SEC ID N.º: 38, SEC ID N.º: 39, SEC ID N.º: 40, SEC ID N.º: 41, SEC ID N.º: 42, SEC ID N.º: 43, SEC ID N.º: 44, SEC ID N.º: 45, SEC ID N.º: 46, SEC ID N.º: 47, SEC ID N.º: 48, SEC ID N.º: 49, SEC ID N.º: 50, SEC ID N.º: 51, SEC ID N.º: 52, SEC ID N.º: 53, SEC ID N.º: 54, SEC ID N.º: 55, SEC ID N.º: 56, SEC ID N.º: 57, SEC ID N.º: 58, SEC ID N.º: 59, SEC ID N.º: 60, SEC ID N.º: 61, SEC ID N.º: 62, SEC ID N.º: 63, SEC ID N.º: 64, SEC ID N.º: 65, SEC ID N.º: 66 y/o SEC ID N.º: 67.
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En una realización más preferida, la invención proporciona una molécula que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos antisentido de SEC ID N.º: 3; SEC ID N.º: 4, SEC ID N.º: 5, SEC ID N.º: 6, SEC ID N.º: 7 y/o SEC ID N.º: 8.
En una realización muy preferida, la invención proporciona una molécula que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos antisentido de SEC ID N.º: 3. Se encontró que esta molécula es muy eficiente modulando el ayuste de exón 45 del pre-ARNm de DMD en una célula muscular.
Una secuencia de nucleótidos de una molécula de la invención puede contener un residuo de ARN, un residuo de ADN, un análogo nucleotídico o equivalente como se detallará adicionalmente más adelante en el presente documento. Además, una molécula de la invención puede abarcar un equivalente funcional de una molécula de la invención según se define en el presente documento.
Se prefiere que una molécula de la invención comprenda un o al menos un residuo que esté modificado para incrementar resistencia a nucleasas, y/o para incrementar la afinidad del nucleótido antisentido para la secuencia objetivo. Por lo tanto, en una realización preferida, una secuencia de nucleótidos antisentido comprende un o al menos un análogo nucleotídico o equivalente, en el que un análogo nucleotídico o equivalente se define como un residuo que tiene una base modificada, y/o un armazón modificado, y/o un enlace internucleosídico que no se da en la naturaleza,
o una combinación de estas modificaciones.
En una realización preferida, un análogo de nucleótido o equivalente comprende un armazón modificado. Ejemplos de tales armazones se proporcionan por armazones morfolínicos, armazones de carbamatos, armazones de siloxano, armazones de sulfuros, sulfóxidos y sulfonas, armazones de formacetilos y de tioformacetilos, armazones de metilenformacetilos, armazones de riboacetilos, armazones que contienen alquenos, armazones de sulfamatos, sulfonatos y sulfonamidas, armazones de metilenimido y metilenhidrazino y armazones de amidas. Oligómeros de fosforodiamidato de morfolino son oligonucleótidos de armazones modificados que se han investigado anteriormente como agentes antisentido. Los oligonucleótidos de morfolino tienen un armazón no cargado en el que el azúcar de desoxirribosa de ADN se reemplaza por un anillo de seis miembros y el enlace fosfodiéster se reemplaza por un enlace de fosforodiamidato. Los oligonucleótidos de morfolino son resistentes a degradación enzimática y parecen funcionar como agentes antisentido deteniendo la traducción o interfiriendo con el ayuste de pre-ARNm más que activando RNasa H. Se han administrado con éxito oligonucleótidos morfolínicos a células de cultivos tisulares por procedimientos que alteran físicamente la membrana celular y un estudio que compara varios de estos procedimientos encontró que cargar por raspado fue el procedimiento más eficiente de administración; sin embargo, debido a que el armazón morfolínico no está cargado, los lípidos catiónicos no son medidores efectivos de captación de oligonucleótidos morfolínicos en células. Una comunicación reciente demostró formación de tríplex por un oligonucleótido morfolínico y debido al armazón no iónico, estos estudios mostraron que el oligonucleótido morfolínico fue capaz de formación de tríplex en ausencia de magnesio.
Se prefiere adicionalmente que el enlace entre un residuo en un armazón no incluya un átomo de fósforo, tal como un enlace que se forma por enlaces internucleosídicos de alquilos o de cicloalquilos de cadena corta, o uno o más enlaces internucleosídicos heteroatómicos o heterocíclicos de cadena corta.
Un análogo nucleotídico o equivalente preferido comprende un Ácido Peptidonucleico (APN), que tiene un armazón poliamídico modificado (Nielsen, et al. (1991) Science 254: 1497-1500). Las moléculas basadas en APN son verdaderos imitadores de moléculas de ADN en términos de reconocimiento de pares de bases. El armazón del APN está compuesto de unidades de N-(2-aminoetil)-glicina unidas por enlaces peptídicos, en las que las nucleobases están unidas al armazón por enlaces metilencarbonílicos. Un armazón alternativo comprende un monómero de APN pirrolidínico prolongado en un carbono (Govindaraju y Kumar (2005) Chem. Commun., 495-497). Dado que el armazón de una molécula de APN contiene grupos fosfato no cargados, los híbridos de APN-ARN son usualmente más estables que los híbridos de ARN-ARN o de ARN-ADN, respectivamente (Egholm et al (1993) Nature 365, 566-568).
Un armazón adicionalmente preferido comprende un análogo nucleótido morfolínico o equivalente, en el que el azúcar ribosa o desoxirribosa está reemplazado por un anillo morfolínico de 6 miembros. Un análogo nucleotídico o equivalente muy preferido comprende un oligómero de morfolino fosforodiamidato (PMO), en el que el azúcar ribosa o desoxirribosa está reemplazado por un anillo morfolínico de 6 miembros y el enlace fosfodiéster aniónico entre anillos morfolínicos adyacentes está reemplazado por un enlace fosforodiamidato no iónico.
En aún una realización adicional, un análogo nucleotídico o equivalente de la invención comprende una sustitución de al menos uno de los oxígenos que no están formando puentes en el enlace fosfodiéster. Esta modificación desestabiliza ligeramente la formación de pares de bases pero añade resistencia significativa a la degradación por nucleasas. Un análogo nucleotídico o equivalente preferido comprende fosforotioato, fosforotioato quiral, fosforoditioato, fosfotriéster, aminoalquilfosfotriéster, H-fosfonato, metilo y otros alquilfosfonatos incluyendo 3'-alquilen-fosfonato, 5'-alquilen-fosfonato y fosfonato quiral, fosfinato, fosforamidato incluyendo 3'-aminofosforamidato y aminoalquilfosforamidato, tionofosforamidato, tionoalquilfosfonato, tionoalquilfosfotriéster, selenofosfato o boranofosfato.
Un análogo de nucleótidos preferido adicional o equivalente de la invención comprende uno o más restos de azúcar que están mono-o di-sustituidos en la posición 2', 3' y/o 5' tal como con un -OH; un -F; un alquilo (C1-C10), alquenilo
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(C1-C10), alquinilo (C1-C10),, alcarilo (C1-C10), alilo (C1-C10), arilo (C1-C10), o aralquilo (C1-C10), inferior, lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, que puede estar interrumpido por uno o más heteroátomos; un O-, S-o N-alquilo; un O-, S-, o N-alquenilo; un O-, S-, o N-alquinilo; un O-, S-o N-alilo; un O-alquil-O-alquilo; un -metoxi; un -aminopropoxi; un aminoxi; un metoxietoxi; un -dimetolaminooxietoxi; y un dimetilaminoetoxietoxi. El resto azúcar puede ser una piranosa o derivado de la misma, o una desoxipiranosa o derivado de la misma, preferentemente una ribosa o un derivado de la misma, o desoxirribosa o derivado de la misma. Tales restos de azúcar derivatizados preferidos comprenden Ácido Nucleico Bloqueado (LNA) en el que el átomo de carbono 2' está unido al átomo de carbono 3' o 4' del anillo de azúcar formando de este modo un resto de azúcar bicíclico. Un LNA preferido comprende ácido nucleico provisto de puentes de 2'-O,4'-C-etileno (Morita et al. 2001. Nucleic Acid Res Suplemento N.º: 1: 241-242). Estas sustituciones vuelven al análogo nucleotídico o equivalente resistente a RNasa H y resistente a nucleasas e incrementan la afinidad por el ARN objetivo.
Se entiende por una persona experta que no es necesario para todas las posiciones en un oligonucleótido antisentido modificarse uniformemente. Además, más de uno de los análogos o equivalentes mencionados anteriormente se puede incorporar en un oligonucleótido antisentido individual o incluso en una posición individual en un oligonucleótido antisentido. En ciertas realizaciones, un oligonucleótido antisentido de la invención tiene al menos dos tipos diferentes de análogos o equivalentes.
Un oligonucleótido antisentido preferido de acuerdo con la invención comprende un oligonucleótido antisentido 2'-O-alquilfosforotioato, tal como ribosa 2'-O-metil modificada (ARN), ribosa 2'-O-etil modificada, ribosa 2'-O-propil modificada, y/o derivados sustituidos de estas modificaciones tales como derivados halogenados.
Un oligonucleótido antisentido muy preferido de acuerdo con la invención comprende una ribosa 2'-O-metil-fosforotioato.
Un equivalente funcional de una molécula de la invención se puede definir como un oligonucleótido según se define en el presente documento en el que una actividad de dicho equivalente funcional se mantiene al menos en algún grado. Preferentemente, una actividad de dicho equivalente funcional es inducir salto del exón 45 y proporcionar una proteína distrofina funcional. Dicha actividad de dicho equivalente funcional se evalúa preferentemente por lo tanto por detección de salto del exón 45 y cuantificando la cantidad de una proteína distrofina funcional. Una distrofina funcional se define preferentemente en el presente documento como que es una distrofina capaz de unir actina y miembros del complejo proteico DGC. La valoración de dicha actividad de un oligonucleótido se hace preferentemente por RT-PCR
o por análisis de inmunofluorescencia o de prueba de bandas de Western. Dicha actividad se mantiene preferentemente al menos en algún grado cuando ella representa al menos el 50 %, o al menos el 60 %, o al menos el 70 % o al menos el 80 % o al menos el 90 % o al menos el 95 % o más de la actividad correspondiente de dicho oligonucleótido del que deriva el equivalente funcional. A lo largo de esta memoria descriptiva, cuando la palabra oligonucleótido se usa se puede reemplazar por un equivalente funcional del mismo según se define en el presente documento.
Se entenderá también por una persona experta que oligonucleótidos antisentido distintos se pueden combinar para el salto de manera eficaz del exón 45 del pre-ARNm de DMD humano. En una realización preferida, una combinación de al menos dos oligonucleótidos antisentido se usa en un procedimiento de la invención, tal como dos oligonucleótidos antisentido distintos, tres oligonucleótidos antisentido distintos, cuatro oligonucleótidos antisentido distintos, o cinco oligonucleótidos antisentido distintos o incluso más. También está abarcado por la presente divulgación combinar varios oligonucleótidos o moléculas como se representan en la tabla 1 salvo SEC ID N.º: 68.
Un oligonucleótido antisentido puede unirse a un resto que potencia la captación del oligonucleótido antisentido en células, preferentemente células miogénicas o células musculares. Ejemplos de tales restos son colesteroles, carbohidratos, vitaminas, biotina, lípidos, fosfolípidos, péptidos de penetración celular que incluyen pero no están limitados a antennapedia, TAT, transportano y aminoácidos cargados positivamente tales como oligoarginina, poliarginina, oligolisina o polilisina, dominios de unión a antígenos tales como proporcionados por un anticuerpo, un fragmento Fab de un anticuerpo, o un dominio de unión a antígenos de cadena única tal como un dominio de unión a antígenos de cadena única de camélidos.
Un oligonucleótido antisentido preferido comprende un PMO unido a péptido.
Un oligonucleótido antisentido preferido que comprende uno o más análogos nucleotídicos o equivalentes de la invención modula el ayuste en una o más células musculares, incluyendo células musculares cardiacas, tras administración sistémica. A este respecto, la administración sistémica de un oligonucleótido antisentido que comprende un análogo nucleotídico o equivalente específico podría resultar en marcar como objetivo un subconjunto de células musculares, mientras que un oligonucleótido antisentido que comprende un análogo nucleotídico distinto da como resultado el marcado como objetivo de un subgrupo diferente de células musculares. Por lo tanto, en una realización se prefiere usar una combinación de oligonucleótidos antisentido que comprende diferentes análogos nucleotídicos o equivalentes para modular el salto de exón 45 del pre-ARNm de DMD humano.
Una célula puede proveerse con una molécula capaz de interferir con secuencias esenciales que dan como resultado el salto altamente eficiente de exón 45 del pre-ARNm de DMD humano por expresión oligonucleotídica antisentido
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oligonucleótido. La persona experta puede seleccionar y adaptar cualquiera de los excipientes anteriores u otros excipientes y sistemas de administración alternativos comercialmente disponibles para empaquetar y administrar un compuesto según se define en el presente documento, preferentemente un oligonucleótido para su uso en la invención actual para administrar dicho compuesto para el tratamiento de Distrofia Muscular de Duchenne en seres humanos.
Además, un compuesto según se define en el presente documento, preferentemente un oligonucleótido podría unirse covalentemente o no covalentemente a un ligando objetivo específicamente diseñado para facilitar la captación dentro de la célula, dentro del citoplasma y/o de su núcleo. Tal ligando podría comprender (i) un compuesto (incluyendo pero no limitado a estructuras peptídicas (o estructuras similares a las peptídicas)) que reconoce elementos celulares, tisulares o de órganos que facilita la captación celular y/o (ii) un compuesto químico capaz de facilitar la captación dentro de las células y/o la liberación intracelular de un compuesto según se define en el presente documento, preferentemente un oligonucleótido a partir de vesículas, por ejemplo endosomas o lisosomas.
Por lo tanto, en una realización preferida, se formula un compuesto según se define en el presente documento, preferentemente un oligonucleótido en un medicamento que se proporciona con al menos un excipiente y/o un ligando que dirige a objetivo para administración y/o con un dispositivo de administración de dicho compuesto a una célula y/o que potencia su administración intracelular. De acuerdo con ello, la invención también comprende una composición farmacéuticamente aceptable que comprende un compuesto según se define en el presente documento, preferentemente un oligonucleótido y que comprende adicionalmente al menos un excipiente y/o un ligando que dirige a objetivo para administración y/o un dispositivo de administración de dicho compuesto a una célula y/o que potencia su administración intracelular.
Se entiende que una molécula o compuesto u oligonucleótido puede no estar formulado en una composición o preparación individual. Dependiendo de su identidad, la persona experta conocerá que tipo de formulación es la más apropiada para cada compuesto.
En una realización preferida, se usa una concentración in vitro de una molécula o un oligonucleótido según se define en el presente documento, que está oscilando entre 0,1 nM y 1 µM. Más preferentemente, la concentración usada está oscilando entre 0,3 a 400 nM, incluso más preferentemente entre 1 a 200 nM. Molécula o un oligonucleótido según se define en el presente documento se puede usar a una dosis que está oscilando entre 0,1 y 20 mg/kg, preferentemente 0,5 y 10 mg/kg. Si se usan varias moléculas u oligonucleótidos, estas concentraciones pueden referirse a la concentración total de oligonucleótidos o a la concentración de cada oligonucleótido añadido. Los intervalos de concentración de oligonucleótido(s) como se dan anteriormente son concentraciones preferidas para usos in vitro o ex vivo. La persona experta entenderá que dependiendo del/de los oligonucleótido(s) usado(s), de la célula objetivo a tratarse, del objetivo génico y de sus niveles de expresión, del medio usado y de las condiciones de transfección y de incubación, la concentración de oligonucleótido(s) usada puede variar adicionalmente y puede necesitar optimizarse algo adicionalmente.
Más preferentemente, un compuesto preferentemente un oligonucleótido y un compuesto adjunto a usarse en la invención para evitar, tratar DMD se producen de forma sintética y se administran directamente a una célula, un tejido, un órgano y/o pacientes en forma de formulación en una composición o preparación farmacéuticamente aceptable. La administración de una composición farmacéutica al sujeto se lleva a cabo preferentemente por una o más inyecciones parenterales, por ejemplo administraciones intravenosa y/o subcutánea y/o intramuscular y/o intratecal y/o intraventricular, preferentemente inyecciones, en uno o en múltiples sitios en el cuerpo humano.
Uso
En aún un aspecto adicional, la invención proporciona el uso de un oligonucleótido antisentido o molécula de acuerdo con la invención, y/o un vector basado en virus que expresa una o más secuencias antisentido de acuerdo con la invención y/o una composición farmacéutica, para inducir y/o promover el ayuste del pre-ARNm de DMD, para el tratamiento de DMD. El ayuste está modulado preferentemente en una célula miogénica humana o en una célula muscular in vitro. Es más preferido que el ayuste esté modulado en una célula miogénica humana o en una célula muscular humana in vitro.
En este documento y en sus reivindicaciones, el verbo "comprende" y sus conjugaciones se usan en sentido no limitativo para significar que los elementos después de la palabra están incluidos, pero los elementos no mencionados específicamente no están excluidos. Además el verbo "consistir" se puede reemplazar por "consistir esencialmente en" significando que una molécula o un vector basado en virus o una composición según se define en el presente documento pueden comprender componente(s) adicional(es) a los identificados específicamente, no alterando dicho(s) componente(s) adicional(es) la característica única de la invención. Además, la referencia a un elemento por el artículo indefinido "un" o "una" no excluye la posibilidad de que más de un elemento esté presente, a menos que el contexto requiera claramente que haya uno y solo uno de los elementos. El artículo indefinido "un" o "una" significa normalmente así "al menos uno".
Los siguientes ejemplos se ofrecen solo para propósitos ilustrativos y no están destinados a limitar el ámbito de la presente invención en modo alguno.
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